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Il MAGNETISMO E LE MACCHINE ELETTRICHE
IL MAGNETISMO E' LA PROPRIETA' DI ATTRARRE OGGETTI DI NATURA
FERROSA
GLI ANTICHI GRECI CONOSCEVANO GIA' LA PROPRIETA DELLA MAGNETITE,
UN MINERALE DI FERRO, DI ATTRARRE OGGETTI DI NATURA FERROSA.IL
FENOMENO VIENE DETTO MAGNETISMO DAL NOME DI QUESTO MINERALE, E
TUTTI I CORPI CHE SI COMPORTANO COME LA MAGNETITE VENGONO
DENOMINATI MAGNETI O CALAMITE.
La FORZA ELETTROMAGNETICA
LA FORZA ELETTROMAGNETICA E'LA
COLLA UNIVERSALE CHE TIENE UNITI
GLI ATOMI.
TALE FORZA SI MANIFESTA NEL
MAGNETISMO: LA POSIZIONE DEI
POLI E LE PROPRIETA'
MAGNETICHE DELLE CALAMITE
DIPENDONO DA COME SONO
ORIENRATI GLI ATOMI NEL METALLO
I MAGNETI HANNO SEMPRE DUE POLI
E NON SI POSSONO SEPARARE.
ESSI SI CHIAMANO POLO NORD E
POLO SUD PERCHE'SE LASCIAMO UNA
CALAMITA LIBERA DI RUOTARE SI
NOTA CHE UN POLO PUNTA VERSO IL
NORD GEOGRAFICO DELLA TERRA E
L'ALTRO VERSO IL SUD GEOGRAFICO.
LA TERRA SI COMPORTA COME UN
GROSSO MAGNETE E LA CALAMITA E'
INFLUENZATA DAL SUO CAMPO
MAGNETICO.
PROPRIETA'DELLE CALAMITE
IL UNA CALAMITA SI POSSONO DISTINGUERE DUE ZONE VICINO ALLE QUALI
L'AZIONE MAGNETICA E' PARTICOLARMENTE INTENSA
I MAGNETI TRA LORO ESERCITANO
DELLE FORZE CHE DIPENDONO DAL
MODO IN CUII POLI VENGONO
AFFIANCATI:SE I POLI SONO DELLO
STESSO TIPO SI HA REPULSIONE SE
SONO DI TIPO DIVERSO SI HA
ATTRAZIONE.
CAMPO MAGNETICO
UNA CALAMITA CREA ATTORNO A SE
UN CAMPO MAGNETIC0 .
IL CAMPO MAGNETICO E' VISIBILE
SE NOI FACCIAMO CADERE DELLA
LIMATURA DI FERRO SU UN FOGLIO
DI CARTA POSTO SOPRA UN
MAGNETE.ESSA SI DISPONE SECONDO
LE LINEE DI FORZA.
UNA CALAMITA ATTIRA UN PEZZO DI FERRO E CIO' E' DOVUTO AL FATTO
CHE IL FERRO SI MAGNETIZZA,PER EFFETTO DEL CAMPO MAGNETICO, NELLA
DIREZIONE DELLE LINEE DI FORZA CHE LO ATTRAVERSANO.
OGNI SOSTANZA CHE PRESENTA QUESTO EFFETTO E' DETTA FERRO
MAGNETICA.
QUESTA MAGNETIZZAZIONE IN GENERE TENDE A SCONPARIRE QUANDO IL
CAMPO MAGNETICO E' RIMOSSO, MA PUO ALMENO IN PARTE RIMANERE, IN
UNA QUANTITA CHE DIPENDE DALL' INTENSITA' DEL CAMPO APPLICATO E
DALLA NATURA DEL MATERIALE.
MAGNETISMO ED ELETTRICITA'
FRA MAGNETISMO ED ELETTRICITA' ESISTONO STRETTI RAPPORT ESSENDO,
COME SI E' DETTO, ESPRESSIONI DI UN' UNICA FORZA FONDAMENTALE,
QUELLA ELETTROMAGNETICA.
ELETTROMAGNETE
L'ELETTROMAGNETE CHIAMATO ANCHE ELETTROCALAMITA E' UN ELEMENTO
COSTITUITO DA UN NUCLEO DI MATERIALE FERROMAGNETICO (DI SOLITO
FERRO DOLCE) SU CUI E' AVVOLTO UN SOLENOIDE, OVVERO UNA BOBINA DI
MOLTE SPIRE DI FILO ELETTRICO
LO SCOPO DELL'ELETTROMAGNETE E' DI GENERARE UN CAMPO MAGNETICO DA
UNA CORRENTE ELETTRICA.
QUANDO NEGLI AVVOLGIMENTI CIRCOLA UNA CORRENTE ELETTRICA, ACCADE
CHE IL NUCLEO SI MAGNETIZZA PER INDUZIONE.
SONO UTILIZZATI NEGLI APPARECCHI PER IL SOLLEVAMENTO E.
TRENO A LEVITAZIONE MAGNETICA
UN TRENO ALEVITAZIONE MAGNETICA O MAGLEVE' UN TIPO DI TRENO CHE
VIAGGIA SOSPESO IN ARIA SU UNA ROTAIA GRAZIE ALLA LEVITAZIONE
MAGNETICA.
LA REPULSIONE E L'ATTRAZIONE MAGNETICA VENGONO UTILIZZATI ANCHE
COME MEZZO DI LOCOMOZIONE. ESSENDO IL TRENO SOSPESO IN ARIA NON HA
UN REALE CONTATTO CON LA ROTAIA E QUINDI L'UNICA FORZA CHE SI
OPPONE AL MOTO DEL TRENO E' QUELLA DOVUTA ALL' ATTRITO CON
L'ARIA.
INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
NEL 1831,MICHAEL FERADAY, SCOPRI' IL PRINPIO DELL' INDUZIONE
ELETTROMAGNETICA PONENDO LE BASI PER LA COSTRUZIONE SIA DEI
GENERATORI ELETTRICI (DINAMO E ALTERNATORI )SIA DEI MOTORI ELETTRICI.
LA SCOPERTA DELL' INDUZIONE ELETTROMAGNETICA FATTA DA MICHAEL
FARADAY FU DI FONDAMENTALE IMPORTANZA PER I FUTURI SVILUPPI DELL'
INDUSTRIA ELETTRICA CHE, A PARTIRE DALLA META'DEL 1800 , DIEDE ORIGINE AD
UNA SECONDA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE.
L'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E' QUESTO :INTRODUCENDO UNA CALAMITAIN
UNA BOBINA SI OTTIENE UN IMPULSO DI CORRENTE . SE LA CALAMITA RESTA
FERMA LA CORRENTE SVANISCE. ESTRAENDO LA CALAMITA SI PRODUCE
NUOVAMENTE UN IMPULSO ,DI VERSO CONTRARIO AL PRIMO. PER GENERARE UNA
CORRENTE E' INDISPENSABILE UNA VARIAZIONE DEL CAMPO MAGNETICO CHE
ENTRA NELLA BOBINA.
ALTERNATORE
L'ALTERNATORE È UNA MACCHINA ELETTRICA ROTANTE BASATA SUL
FENOMENO DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA, CHE TRASFORMA ENERGIA
MECCANICA IN ENERGIA ELETTRICA SOTTO FORMA DI CORRENTE ALTERNATA.
L'ENERGIA MECCANICA È FORNITA DA TURBINE IDRAULICHE, A VAPORE O A GAS
E VIENE UTILIZZATO PER LA PRODUZIONE ELETTRICA NELLE CENTRALI.
LA CORRENTE VIENE PRELEVATA SOTTO FORMA DI CORRENTE ALTERNATA,
CHE CAMBIA PERIODICAMENTE SENSO E INTENSITÀ.
LA POTENZA DEL GENERATORE VIENE ESPRESSA IN WATT (W) ED È DATA DAL
PRODOTTO DELL'INTENSITÀ DI CORRENTE PER LA DIFFERENZA DI POTENZIALE:
W=VXI
IL TRASFORMATORE
MACCHINA ELETTRICA STATICA ATTA CHE SFRUTTA IL FENOMENO
DELL'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA E TRASFERISCE ENERGIA ELETTRICA A
CORRENTE ALTERNATA DA UN CIRCUITO A UN ALTRO MODIFICANDONE LE
CARATTERISTICHE.
SCHEMATICAMENTE UN TRASFORMATORE È COSTITUITO DA DUE
AVVOLGIMENTI, CIASCUNO FORMATO DA UN CERTO NUMERO DI SPIRE DI
FILO DI RAME AVVOLTE ATTORNO A UN NUCLEO DI FERRO DI ELEVATA
PERMEABILITÀ MAGNETICA, DEI QUALI UNO, DETTO PRIMARIO, RICEVE
ENERGIA DALLA LINEA DI ALIMENTAZIONE, MENTRE L'ALTRO, DETTO
SECONDARIO, È COLLEGATO AI CIRCUITI DI UTILIZZAZIONE. IL RAPPORTO
TRA LE FORZE ELETTROMOTRICI NEI DUE AVVOLGIMENTI È UGUALE A
QUELLO DEI NUMERI DI SPIRE.
UN TRASFORMATORE FUNZIONA CON CORRENTE ALTERNATA E NON CON
CORRENTE CONTINUA
LA TENSIONEDI ALIMENTAZIONE NEGLI IMPIANTI CIVILI HA UN VALORE DI
220 VOLT. L'ANDAMENTO NON È COSTANTE (LINEA RETTA ORIZZONTALE),
COME NELLA TENSIONE CONTINUA, MA VARIABILE IN MODO RIPETITIVO
(PERIODICO) E ALTERNATO (POSITIVO-NEGATIVO): È UNA TENSIONE
ALTERNATA SINUSOIDALE.
LA PORZIONE CHE SI RIPETE UGUALE NEL TEMPO PRENDE IL NOME DI
PERIODO. LA FREQUENZA F, MISURATA IN HERTZ (HZ), INDICA QUANTE
VOLTE IL PERIODO SI RIPETE IN UN SECONDO. IN ITALIA IL PERIODO SI
RIPETE 50 VOLTE IN UN SECONDO, PER CUI LA FREQUENZA È PARI A 50 HZ.