Estratto dal bollettino trimestrale dell'Associazione per l'Insegnamento della Fisica
LA FISICA NELLA SCUOLA
Fisica in gioco
Giochi con scossa
a cura di Silvia Defrancesco 1, Liceo Scientifico “G. Galilei”,Trento
Introduzione Vi sono in commercio molti
giochi che, quando azionati,
provocano una scossa.
L’effetto
è voluto, non mi riferisco quindi a eventuali pericolosi malfunzionamenti. Le fogge di questi
oggetti sono le più varie:
macchine fotografiche, accendini,
libri, sveglie,…
Descrizione Questi giochi sono a prima
vista uguali a oggetti di uso comune. Il gioco sul quale ho laVorato aveva le sembianze di una macchina fotografica. Quando si “scatta la fotografia”, si mettono le dita sui pulsanti e si avverte una scossa. Le dita hanno
ovviamente chiuso un circuito.
Cosa si osserva Per capire il tipo di circuito abbiamo dovuto aprire la scatola: l’interno è visibile nella fotografia. Il circuito è simile a quello che è alla base di un rocchetto di
Ruhmkorff. Una pilada1,5 V alimenta una bobina(circuito primario) avvolta a
un nucleo di ferro. All’atto della chiusura del circuito, nella seconda bobina (circuito secondario)si instaura una f.e.m. indotta piuttosto elevata. La causa va cercata nel grande numero di avvolgimenti di spire del secondario, molto maggiore
di quello del primario e nella rapidità con cui il circuito viene chiuso (quindi la
rapidità della variazione del flusso magnetico).
Lo schema del circuito è il seguente:
Nel circuito da noi esaminato, le
bobine erano costituite da circa 160
spire (primario)di diametro0,3 mm e
da circa 1600 didiametro0,08 mm nel
secondario. L’interruttore vibrante è
costituito da una lamella che va a toccare una punta metallica,come si vede
dalla fotografia.
Abbiamo provato a misurare la tensione che si
ottiene alla chiusura del
Circuito utilizzando un oscilloscopio.I
valori di picco trovati sembrano essere
sugli 70V-80V, come si può osservare
dalla fotografia fatta al monitor dell’oscilloscopio. Tuttavia, le tensioni di
picco potrebbero essere superiori: la
traccia completa potrebbe non essere
visibile con l’oscilloscopio a nostra disposizione.
Andamento della tensione alla chiusura del circuito. La scala delle tensioni èdi20V/divisione.
La scala sui tempi è di 1ms/divisione.
Possibili• Se ci si rassegna a distruggere il gioco, si può osservaestensioni re che:
A) il nucleo di ferro,anche se molto piccolo(le dimensioni sono: 20 mm× 2 mm× 2 mm)è costituito da un insieme di lamine per ridurre le correnti di
Foucault;
B) come in tutti i circuiti di questo tipo, le spire del
primario sono costituite da un filo di diametro molto maggiore rispetto al filo del secondario: l’avvolIngrandimentodell’interrutgimento del primario deve sopportare una corrente
tore e della bobina (parte delmolto maggiore rispetto a quella sopportata dal sele spire è stata eliminata).
condario;
• il dispositivo può dar luogo a considerazioni sul passaggio della corrente attraverso il corpo umano, quali: a) il corpo umano non è sensibile a cariche statiche, ma lo è alle correnti; b) l’effetto globale sul corpo umano dipende dall’in tensità di corrente, dalla durata e dalla frequenza della stessa; c) a parità di ddp
applicata, la corrente dipende dalla resistenza offerta dal corpo:questa può essere molto diversa a seconda del tessuto a cui viene applicata la ddp, dalle condizioni del tessuto stesso (p.es. pelle secca o bagnata) e dall’area di contatto.
Bibliografia[1] Il rocchetto diRuhmkorff (ideato nel 1851) è descritto dalla maggior parte dei testi.Una spie-
gazione esauriente si trova, ad esempio,in P.F LEURY -J. P.M ATHIEU , Trattato di fisica generale e
sperimentale, Zanichelli 1970, nel volume Correnti variabili -Onde elettromagnetiche.
Note
1
2
L’autore ringrazia per la collaborazione Luigino Bazzanella e Andrea Cristofori, assistenti tecnici.
Questo tipo di giochi si può trovare presso i venditori ambulanti,oppure si può acquistare on
line. Uno dei possibili siti è il seguente: http://www.shockingfun.com/Shocking_Games_s/1.htm
