Saggistica Aracne
Antonino Maria Ferro
Moto perpetuo o future fonti energetiche?
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I edizione: luglio
Dedico questo testo a coloro che ogni giorno lavorano e studiano nella ricerca scientifica,
in particolare coloro che aderiscono al manifesto di Erice quindi alla fondazione Ettore
Majorana di Erice, Trapani
Indice
Introduzione
Parte I
Magnetismo e applicazioni energetiche
Capitolo I
Cosa è il magnetismo
.. Generalità, – .. Magnetismo naturale, – .. Magneti permanenti e temporanei., – .. Caratteristiche dei magneti, – .. Magnetizzazione per induzione, – .. Magnetini elementari, – .. Analogia
fra campo magnetico e campo elettrico, – .. Spettri magnetici, –
.. Equilibrio fra le forze magnetiche, – .. Elettromagnetismo,
– .. I solenoidi, – .. Gli elettromagneti, – .. Grandezze del
campo magnetico, – .. Forza magnetica od intensità di campo, –
.. Tensione magnetica, – .. La forza magnetomotrice, – .. Il
flusso magnetico, – .. Riepilogo delle grandezze magnetiche, –
.. La permeabilità magnetica, – .. Permeabilità magnetica nel
vuoto., – .. Saturazione magnetica, – .. Caratteristiche di magnetizzazione, – .. Modifiche di campo apportate da un materiale
ferromagnetico, – .. toc=I circuiti magnetici, – .. toc=Calcolo
di un circuito magnetico, – .. Calcolo della forza magnetica, –
.. Analogie fra circuiti magnetici e circuiti elettrici., – .. Energia dei campi magnetici, – .. Applicazioni del magnetismo, –
.. Interazione fra correnti e campi magnetici, – .. Le azioni
meccaniche (principio dei motori), – .. Espressione della forza
elettromagnetica., – .. I motori elettrici, .
Capitolo II
Proprietà magnetiche della materia
.. Generalità, – .. Classificazione dei materiali magnetici. Momento magnetico specifico, – .. Diamagnetismo, – .. Paramagnetismo, – .. Ferromagnetismo. Isteresi magnetica, .
Indice
Capitolo III
Cosa è la magnetodinamica
.. Generalità, – .. Fenomeni teorico pratici sulla magnetodinamica, – .. Il percorso circolare, – .. L’esempio più semplice di magnetodinamica, – .. Differenza di densità magnetica, – .. Scopo
dei motori magnetodinamici, – .. I motori magnetici, – .. Applicazioni della magnetodinamica, – .. Bilanci energetici, – .. Lavoro magnetico, – .. Macchina magnetodinamica in blocco,
– .. L’avviamento., – .. La potenza, – .. Perdite e rendimenti, – .. Utilizzo e scopo dell’energia magnetodinamica, –
.. Centrali elettromagnetodinamiche, – .. Segni grafici, –
.. Conclusioni, .
Capitolo IV
Il magnetometro magnetodinamico
.. Generalità, – .. Spiegazione del progetto, – .. Segni grafici, – .. Spiegazione meccanica, – .. Conclusioni, – .. Simbologia, .
Capitolo V
Applicazione della magnetodinamica con statore magnetico circolare
.. Generalità, – .. Spiegazione del funzionamento della macchina, – .. Struttura della macchina, .
Capitolo VI
Applicazione del magnetometro magnetodinamico
.. Generalità, – .. Spiegazione del progetto, – .. Conclusioni, – .. Simbologia, .
Parte II
Applicazioni energetiche dei fenomeni magnetici alternativi
Capitolo I
I fenomeni magnetofluidostatici
.. Generalità, – .. La magnetofluidostatica, – .. Il circuito
elettrico, – .. I magneti permanenti alternativi (MPA), – .. Materiali magnetici, – .. Avvolgimenti elettrici, – .. Caratteristiche
Indice
dei vari tipi di collegamento, – .. I segni grafici degli MPA, –
.. Principio di funzionamento dell’MPA, – .. Considerazione
sui flussi magnetici, – .. MPA monofasi, – .. MPA trifasi,
– .. Forma dei nuclei, – .. Diagramma di funzionamento., –
.. Funzionamento a vuoto, – .. Funzionamento sotto carico.,
– .. Funzionamento da vuoto a carico, – .. Funzionamento del
MPA in cortocircuito, – .. toc=Bilancio energetico di un MPA,
– .. Funzionamento in parallelo di un MPA, – .. Accoppiamento
in parallelo di MPA, – .. Schema per MPA monofasi collegati in
parallelo, – .. Schema per MPA trifasi collegati in parallelo, –
.. Sommario, – .. Conclusioni, – .. Simbologia, .
Parte III
Energia ottenuta dall’unione di più fenomeni fisici
Capitolo I
Cenni su alcuni fenomeni fisici
.. Generalità, – .. Nozioni sulla gravità e principi di Archimede, .
Capitolo II
La gravitafluidodinamica
.. Generalità, – .. Introduzione, – .. Spiegazione del progetto, – .. Conclusione, – .. Simbologia, .
Parte IV
Energia dal mare
Capitolo I
Energia dalle correnti marine
.. Generalità, – .. Le correnti marine, – .. Correntometro,
– .. Funzionamento della macchina, – .. Elenco degli strumenti
presenti in fig. . e in fig. ., – .. Vantaggi, – .. Potenza
ottenibile, – .. L’abitacolo, – .. Esperimento, .
Bibliografia
Introduzione
Esiste il moto perpetuo?
Da quello che sappiamo niente si muove a livello macroscopico se
non vi è una fonte di energia, è naturale chiedersi se esiste qualcosa
che si muova senza nessuna forza iniziale.
Ebbene si, a livello microscopico gli atomi sono costituiti, da un
nucleo dove vi sono delle cariche positive e neutre, circondati da
elettroni di carica negativa. Il movimento degli elettroni intorno ad un
nucleo è perpetuo, cioè il nucleo mantiene in maniera perpetua la sua
carica positiva, mentre l’elettrone mantiene in maniera perpetua la sua
carica negativa. Se poi questi atomi vengono disposti in una posizione
per così dire uguale, si forma nel materiale un campo magnetico, che
può rimanere costante, e perpetuo, (magneti permanenti), per un
tempo molto lungo, si calcola per alcuni materiali circa anni.
È evidente che se spendiamo , possiamo ottenere , grazie
alla possibilità di sfruttare i magneti permanenti, che hanno un costo
iniziale, ma un guadagno molto elevato. I campi magnetici e elettrici
interagiscono fra di loro, su questo principio si può lavorare per creare
macchine che producano energia meccanica, sfruttando i fenomeni
magnetici. Per capire meglio il fenomeno, si invita a leggere le pagine del testo, che spiegano, in maniera più accurata il fenomeno
magnetico, nei materiali. Il modo migliore e più semplice per produrre energia dai magneti permanenti e descritto nel capitolo V. In futuro
con le nuove tecnologie, l’umanità avrà bisogno di tanta energia, in
un anno, quanto tutta l’umanità ne ha consumata nel XX secolo. I
trasporti avranno bisogno di più energia, non solo autoveicoli, ma
anche i trasporti navali, trasporti aerei, trasporti spaziali, industria
produttiva, agricoltura, edilizia e restauro, edilizia spaziale, estrazione
minerali, sia sulla Terra, ma anche sulla Luna su Marte, e nello spazio, dove le condizioni lo permettano, inoltre l’aumento demografico
obbliga la necessità di avere più energia.
Introduzione
Nel testo vengono prese in considerazione anche altre possibilità
come produrre energia elettrica dai campi magnetici alternativi, qualcosa che deve essere ancora studiato, ma di cui si può prevedere il
funzionamento e gli effetti. I campi magnetici alternativi, non esistono
attualmente ma si può prevedere, che in futuro la ricerca di nuovi
materiali, che funzionino creando magneti permanenti alternativi, sia
possibile.
Uno studio approfondito viene inoltre inoltrato sulla gravitafluidodinamica, una macchina complessa il cui funzionamento viene
spiegato in maniera dettagliata passo dopo passo, consiglio quindi attenta lettura per capire quali sono i movimenti che si susseguono uno
dopo l’altro. Questa macchina la gravitafluidodinamica, sfrutta diversi
fenomeni naturali, la forza di gravità, la pressione dell’aria, i principi di Archimede. Tutto funzionante automaticamente con l’aiuto di
computer in particolare di PLC.
Alla fine del testo, viene ripreso lo studio di una macchina, che
sfrutta le correnti marine, si fa un piccolo cenno, al funzionamento
e alla posizione dell’intera centrale, nei luoghi dove è possibile lo
sfruttamento.
P I
MAGNETISMO E APPLICAZIONI
ENERGETICHE
Capitolo I
Cosa è il magnetismo
.. Generalità
Lo studio dei fenomeni magnetici è molto importante nella produzione industriale, il magnetismo è un fenomeno che si trova ovunque
nell’universo e in qualsiasi luogo le caratteristiche sono identiche,
quindi conoscere i fenomeni magnetici e i vantaggi che da esso si
possono ricavare è di fondamentale importanza. Gli usi del magnetismo coprono uno svariato campo di applicazioni, nella medicina,
nella meccanica, nell’elettrotecnica, nell’elettronica, nella robotica,
nell’aeronautica, nei sistemi spaziali.
.. Magnetismo naturale
Esiste in natura un certo numero di sostanze, in generale minerali di ferro,
le quali possiedono la caratteristica di attirare dei pezzettini di ferro: in
particolare questa proprietà è posseduta dalla magnetite, minerale di ferro, per cui essa è stata chiamata magnetismo. Il magnetismo può essere
ottenuto, attraverso particolari trattamenti, anche in sostanze che non sono
naturalmente magnetiche, come il ferro e sue leghe, ghisa e acciaio, o speciali leghe di alluminio, cobalto e nichel, come l’alnico. I corpi ottenuti con
questi materiali, generalmente a forma di barrette o a ferro di cavallo, si
chiamano calamite o magneti e si distinguono in magneti naturali e magneti
artificiali: i primi possiedono il magnetismo già allo stato naturale, così come
si trovano nei giacimenti minerali, mentre i secondi vengono ad averlo solo
dopo aver subito un trattamento di magnetizzazione.
. B B A., B M., Elettrotecnica pratica, Vol I, Elementi fondamentali,
Editoriale Delfino, Milano (), pag. .
. Magnetismo e applicazioni energetiche
.. Magneti permanenti e temporanei.
I magneti artificiali si dividono ulteriormente in magneti permanenti e
magneti temporanei: i primi, una volta magnetizzati, conservano la loro
caratteristica, mentre i magneti temporanei la perdono non appena cessa
la causa che ha prodotto in loro la magnetizzazione. Le leghe speciali e
l’acciaio sono adatti per formare dei magneti permanenti, mentre il ferro
dolce (impiegato ad esempio in tutte le macchine elettriche) costituisce un
tipico esempio di magnete temporaneo. Mentre tutti i metalli, sono buoni
conduttori elettrici, non tutti sono magneticamente attivi. In generale lo
sono il ferro, le sue leghe e leghe speciali che vengono quindi classificati
come ferromagnetici, ossia di buone caratteristiche magnetiche come il
ferro. Altri corpi minimamente influenzati dal magnetismo, come i corpi
non metallici, il rame e le sue leghe, l’alluminio, ecc., per cui vengono detti
diamagnetici. Altri ancora hanno caratteristiche analoghe ai ferromagnetici
ma in misura meno spiccata e si chiamano paramagnetici.
.. Caratteristiche dei magneti
Per definire meglio le caratteristiche dei corpi magnetici conviene prendere
un piccolo magnete artificiale permanente a forma di ago che sia libero di
ruotare attorno al proprio punto centrale (in sostanza si tratta degli aghi
che si trovano entro le bussole). In primo luogo se immergiamo un ago
entro la limatura di ferro, estraendolo vediamo che esso ne rimane coperto
specialmente alle sue estremità, nelle quali si rivela quindi massima l’attività
magnetica: gli estremi di un magnete si chiamano poli. Tuttavia i due poli di
un magnete non sono equivalenti e per renderci conto di questo fatto basta
porre l’ago libero sul suo asse e lontano da corpi metallici: vedremo che
esso si orienta in una direzione ben determinata che corrisponde all’incirca
con quella dei poli terrestri (Fig ..). Questo fatto dimostra innanzi tutto
che anche la Terra si comporta come un grande magnete aventi i suoi poli
coincidenti con i Poli geografici. Da questa constatazione è nata la denominazione dei poli dell’ago e di qualsiasi corpo magnetizzato: si chiama polo
nord (indicato con N) l’estremità di un magnete che orientandosi liberamente si rivolge verso il Nord geografico (nell’ago è la parte generalmente
di colore scuro), si chiama polo sud (S) l’altra estremità che si rivolge verso
il sud geografico. Prendiamo ora due aghi magnetici in grado di ruotare e
poniamoli vicini: vedremo che se si trovano di fronte i due N o i due S si
avrà una forza di repulsione, mentre se sono affacciati un N con un S essi si
. Ivi, pagg. –.
