Colpo di fulmine…per la Fisica - INFN-LNL

Colpo di fulmine…per la Fisica
Introduzione
Di fronte a Voi abbiamo allestito un “Trasformatore di Tesla” fra i più grandi in Italia.
Questo trasformatore è stato costruito da un team di cinque ragazzi di età diverse del liceo
scientifico dell’Istituto Don Bosco di Verona.
La realizzazione di questo trasformatore è iniziata più di due anni fa e ha impegnato circa
1000 ore complessive di lavoro, studio e ricerca materiali.
Il costo complessivo tenendo conto dell’acquisto di strumenti, materiali e attrezzi è di circa
1500 euro “autosovvenzionati” dai ragazzi nonostante siano stati utilizzati tantissimi
materiali semplici o di recupero.
La cosa straordinaria è che ci siamo autogestiti senza la presenza di un professore nel
team, ma nello stesso tempo siamo riconoscenti alla nostra scuola per averci prestato un
aula durante l’estate dove realizzare il nostro sogno e un posto dove collocare il Tesla
ormai completato, ma soprattutto un grazie ai Salesiani per aver creduto in noi!
Materiali Semplici
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Tubo da caldaia (nuovo)
Tubo da scarico in PVC (nuovo)
Tubi di rame per idraulica (nuovo)
Piatto e ciotola in ceramica (nuovi)
Compensati di legno (nuovi)
Bottiglie per il vino 750 mL contenenti soluzione satura con sale da cucina (nuove)
Banco di scuola (regalato)
Tavolini in legno (recupero)
Materiali Specifici
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Trasformatori per neon (N.S.T) (recupero)
Oscilloscopio (usato)
1,6 km di rame isolato (recuperato da antenne di scarto)
cavo coassiale isolato per 15 kV (nuovo)
Condensatore di scarto dei laboratori Maxwell (regalo)
Tubi a Neon (recupero)
Generatore di Segnali (usato)
Variac (nuovo)
Strumenti da banco (nuovi)
Cos’è un trasformatore di Tesla ?
Nikola Tesla inventò questo traformatore per trasportare energia attraverso le onde
elettromagnetiche. Questa applicazione ebbe però scarso successo.
Oggi questo tipo di trasformatore viene utilizzato per fare ricerca nel campo delle alte
tensioni, delle particelle, per eseguire studi sui gas e sulla natura delle scariche elettriche
oppure per altre applicazioni.
Oltre che per fini scientifici il Tesla può essere utilizzato per effetti speciali o spettacoli
scenici.
infatti in molti film vengono utilizzate tali apparecchiature per riprodurre scariche elettriche
(es “The Prestige”).
Definizione di Trasformatore di Tesla
Trasformatore elevatore in aria accoppiato a un circuito LC oscillante spinterometrico ad
alta tensione.
Come funziona ?
Il funzionamento di questo trasformatore non è semplice da spiegare in poche righe; per
chi volesse saperne qualcosa in più può dare un’occhiata alla tesi e al filmato.
In sintesi il Tesla è un trasformatore che eleva la tensione dai 220 volt della rete a circa
1’000’000 volt attraverso l’utilizzo di un circuito formato da un’induttanza L e un banco di
condensatori C questo circuito si apre e si chiude molto velocemente grazie ad uno
spinterometro che funge da interruttore ad alta frequenza.
L’alta tensione che si viene a creare si può vedere concretamente attraverso le scariche
elettriche che si formano in aria.
Cosa osservare ?
Il Tesla per motivi di sicurezza è situato all’interno di una possente gabbia di Faraday in
grado di schermare il campo elettromagnetico e di proteggervi da scariche realmente
pericolose.
Quest’apparecchiatura è molto delicata da manovrare perciò abbiamo istruito le guide a
comandarla.
Le cose da osservare sono essenzialmente sei:
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Per prima cosa Vi verranno mostrati degli archi elettrici che salgono per circa 1
metro ottenuti attraverso il cortocircuito di un trasformatore ad alta tensione.
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Poi Vi verrà mostrato il funzionamento del Tesla e potrete osservare le scariche
elettriche in aria da circa 50 cm (siamo arrivati a scariche lunghe più di un metro,
ma per garantire il funzionamento per tutta la durata della mostra abbiamo limitato
l’assorbimento di energia per evitare che i trasformatori che hanno ormai 18 anni si
brucino)
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Durante il funzionamento del Tesla potrete vedere il neon isolato che si accende
per l’alta tensione ad elevata frequenza.
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Infine la guida vi farà notare la figura che viene registrata dalla sonda
dell’oscilloscopio che rappresenta il circuito oscillante smorzato (per gli addetti ai
lavori questo prova l’efficienza del circuito oscillante e ne descrive le caratteristiche)
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Se nell’aria sentirete un odore fresco e un po’ pungente è l’ozono (O3) creato dalle
scariche ad alta tensione
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Se la guida è coraggiosa dall’esterno della gabbia di Faraday andrà a toccare l’alta
tensione con un asta metallica, se la gabbia non ci fosse sarebbe una follia, ma
poiché è una gabbia di Faraday messa a terra la guida non rimane fulminata e non
sente assolutamente niente.