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Macchine elettrostatiche.
Elettroforo di volta
L’elettroforo di Volta è costituito da una piastra di materiale isolante e da un disco di
materiale conduttore con un manico isolante.
Come prima cosa si elettrizza la piastra plastica
con un panno di lana,
strofinandola
Or avviciniamo il disco metallico sopra la piastra tenendolo per il
manico isolante.
Prima di togliere il disco lo colleghiamo a terra
Ora scolleghiamo la terra e avremo il disco carico elettrostaticamente
per induzione
L’elettrizzazione la possiamo verificare avvicinandolo
ad un elettroscopio.
Questa macchina mi permette di elettrizzare il disco ogni volta che voglio.
Generatore di Van de Graaf
IL generatore di Van de Graaf è un macchina che permette di
elettrizzare una cupola metallica in modo continuo arrivando a
potenziali molto elevati.
E’ formato da diverse parti che vengono descritte nella
presentazione in PowerPoint.
M
Con l’utilizzo del generatore si possono visualizzare alcuni fenomeni elettrostatici.
Proprietà elettrostatiche delle punte.
Una punta ha la proprietà di condensare una quantità maggiore di cariche rispetto ad
altri tipi di forme quindi ha la capacità di attrarre, ma anche di cedere le cariche
molto facilmente.
Lo possiamo osservare azionando i generatore, variando
l’intensità della scarica tra la cupola ed una sfera metallica
collegata a terra posizionata ad una certa distanza dalla
cupola, fino ad ottenerla ad intervalli regolari.
M
Se orientiamo una punta metallica posta ad una
certa distanza, verso la cupola osserviamo che si
interrompe il fenomeno delle scariche. ( Proprietà
attrattiva delle punte ).
M
L’interruzione della scarica avviene anche se la
punta metallica è collegata alla cupola stessa con
la punta rivolta verso l’esterno. ( Proprietà dispersiva
punte ).
delle
M
Se variamo l’orientamento della punta, si ripristina la scarica elettrica.
Un altro fenomeno conseguente alle proprietà
delle punte si può osservare collegando alla cupola
un mulinello con la forma di croce uncinata che ha
la caratteristica di avere le punte concordi
rispetto al verso di rotazione.
Accendendo il generatore, si elettrizza la cupola e
anche il mulinello il quale comincia a girare nel
verso opposto alle punte.
Questo avviene in quanto essendoci un eccesso
di cariche sulle punte si ionizzano le molecole
M
d’aria che avendo lo stesso tipo di carica
vengono respinte dalla punta stesa. L’interazione tra l’aria e le punte innesca il
movimento.
Se colleghiamo alla cupola elettrizzata un
conduttore con una punta, davanti alla quale
posizioniamo la fiamma di una candela,
osserviamo che questa subisce una deviazione.
Questo avviene in quanto l’aria ionizzata
respinta dalla punta crea un soffio di aria
ionizzata.
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Un altro strumento che possiamo collegare al
generatore è la sezione di un conduttore cavo.
All’esterno e all’interno sono posizionati due
elettroscopi.
Elettrizzando il conduttore osserviamo che solo
l’elettroscopio esterno segnala un’elettrizzazione
verificando che su un conduttore l’elettrizzazione si
dispone solo sulla superficie esterna.
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Gabbia di Faraday
La gabbia di Faraday è una costruzione che racchiude uno spazio con una rete
metallica a maglie più o meno ampie.
Quando c’è un corpo elettrizzato, questo crea una perturbazione dello spazio ( Campo
elettrico ) rilevabile con un elettroscopio tramite la divaricazione delle foglioline.
Se però l’elettroscopio è racchiuso dalla gabbia, questo non rileva nessuna
perturbazione in quanto la gabbia scherma l’interno dalle perturbazioni dei campi
elettrici.
M
Usiamo due campanelli uno collegato a terra
e l’altro collegato elettricamente al generatore.
Se elettrizziamo un campanello questo attrae
il pendolo metallico elettrizzandolo dello stesso
segno e quindi viene respinto.
Nella corsa va a toccare il secondo campanello
collegato a terra e si scarica tornando
elettricamente neutro.
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Viene quindi riattirato dal campanello collegato al generatore
e ritorna il ciclo di scarica e ricarica con il conseguente suono dei
campanelli.