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SCARICA DI UN ELETTROSCOPIO

Posted on Author JoJoran Posted in Libri


    L'elettroscopio è un apparecchio che permette di stabilire se un corpo è carico elettricamente. Crea un libro · Scarica come PDF · Versione stampabile. L`elettroscopio è affidabile in un ambiente secco; una eccessiva umidità lo scarica rapidamente o ne impedisce la carica. Esso è sensibile pure. Biro in plastica, cacciavite, bacchetta in metallo, carta, filo di rame, un palloncino d. Toccare l'elettroscopio con un dito. RISULTATO: L'elettroscopio si scarica. L'elettroscopio a foglie è costituito da un manico metallico (o di un materiale conduttore), fisso, collegato a due lamine, anch'esse metalliche (le “foglie”), libere di.

    Nome: di un elettroscopio
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    Elettroscopio Descrizione L'elettroscopio è uno strumento che permette di stabilire se un corpo è carico elettricamente, ma a differenza dell'elettrometro non permette di quantificare l'entità di tale carica. Si tratta quindi di un rivelatore di carica. L'apparecchio è stato ideato dal fisico inglese Abraham Bennet nel e successivamente perfezionato da Alessandro Volta.

    Il funzionamento si basa su una delle proprietà fondamentali dell'elettrostatica:corpi dotati di carica elettrica dello stesso segno si respingono, mentre quelli di segno diverso si attraggono.

    Avvicinando al pomello metallico un corpo caricato elettricamente, ad esempio una stecca di plastica strofinata con un panno di lana, si vedranno le due lamine divergere. La vicinanza del corpo elettricamente carico produce un fenomeno fisico detto induzione elettrostatica.

    Questo apparecchio, detto tester, è invece in grado di misurare sia correnti che differenze di potenziale, a seconda della posizione dello switch. Si tratta di un modello risalente ai lontani anni sessanta, eppure ancora perfettamente funzionante: io l'ho utilizzato più volte con i ragazzi, come testimonia la fotografia digitale da essi scattata. Ed ecco un multimetro digitale e analogico, in grado di misurare in modo semplice correnti continue, correnti alternate, tensioni e resistenze, a seconda di come si dispone la manopola centrale.

    I valori cercati vengono visualizzati sul display, mentre l'indicatore analogico indica il valore di lettura corrispondente sulla scala, ovviamente avendo cura di utilizzarlo nel modo corretto. Il reostato o potenziometro è costituito da un supporto che regge una resistenza costituita da un filo di nichel—cromo, strettamente avvolto sul supporto, il quale fa capo a due morsetti. Il tutto è essenziale per costruire le caratteristiche tensione-corrente dei circuiti. Un altro tipo di potenziometro è rappresentato dal reostato a cursore illustrato in questa fotografia di Roberto Carettoni III B cl.

    Il funzionamento è del tutto identico a quello precedente, solo che la resistenza è avvolta su di un anello circolare, e con un cursore si fa ruotare una lancetta che varia la lunghezza del cavo incluso nel circuito.

    Il principio di funzionamento è sempre la Seconda Legge di Ohm. Un altro componente essenziale per eseguire esperienze con l'elettricità è il ponte a diodi o raddrizzatore. Si tratta di un circuito contenente quattro diodi a semiconduttori, il cui scopo è quello di trasformare la corrente alternata in corrente continua per poter eseguire esperienze come quella delle leggi di Ohm o della caratteristica del diodo. Non poteva mancare una foto di una resistenza con la quale compiere importanti esperienze con la corrente elettrica per es.

    Quaderno 26

    Si tratta di un filo di costantana, lega la cui resistività è praticamente costante con la temperatura, del quale si forniscono sezione e diametro per poter verificare la II legge di Ohm. Altri strumenti indispensabili per la fabbricazione di circuiti a scopo didattico sono illustrati in questa figura. Si tratta di tre basette a nove prese in cui possono essere innestati tutti i componenti circuitali, da collegarsi poi tramite opportuni cavetti. In questo caso, da sinistra a destra, sono innestati un deviatore, un interruttore a levetta di tipo comune ed un interruttore a tasto.

    Che cosa è e come funziona un elettroscopio a foglie?

    Quest'ultimo, a differenza del precedente, tiene chiuso il circuito solo fintantoché è tenuto premuto. In questo caso il fondoscala è regolato a 3 V in corrente continua DC , dunque occorre usare la scala inferiore. La pila da 1.

    Questo semplice circuito è stato da me realizzato per mostrare efficacemente l'utilizzo di un reostato in un circuito.

    Il reostato è visibile al centro e, a differenza del precedente , è un vecchio modello che risale agli anni '60, tuttora perfettamente funzionante.

    Muovendo il cursore si sposta la lancetta dell' amperometro e cambia l'intensità di una lampadina, segno certo del fatto che, al variare della lunghezza del cavo, varia la resistenza per la II legge di Ohm , e con esso la corrente. Questo, fotografato dalle mie allieve della III B cl. Da destra a sinistra si vedono il trasformatore che alimenta il circuito, il ponte a diodi , il reostato , la resistenza, il voltmetro in parallelo e l' amperometro in serie.

    Le misure permettono di verificare che la corrente nel circuito è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale agli estremi della resistenza. Ed ecco lo schema circuitale disegnato a mano libera che illustra come montare il circuito precedente per verificare la I legge di Ohm. Si noti che con lo stesso circuito è possibile anche verificare la II legge di Ohm: una volta determinata sperimentalmente la resistenza, è facile confrontarlo con il valore teorico ricavabile tramite la lunghezza del conduttore, l'area della sua sezione e il materiale di cui è composto.

    Questo pezzo stava per essere buttato nella spazzatura e solo l'intervento del sottoscritto lo ha salvato da una fine ingloriosa. Con resistenze come queste, negli anni sessanta venivano eseguite le esperienze sulle leggi di Ohm, che come mostrato dalle immagini precedenti , noi abbiamo eseguito con materiale assai più moderno e di facile utilizzo! Questa invece rappresenta l'antenato del moderno reostato: si tratta infatti di una cassetta con resistenze a decadi.

    Agendo sugli appositi cursori si aggiungono via via resistenze maggiori, collegate in modo da poterle inserire o escludere, procedendo per multipli di dieci.

    Per escludere certe resistenze basta metterle in corto circuito. Restiamo ancorati ad un passato ormai lontano con questi componenti circuitali d'epoca: si distinguono resistenze di forma cilindrica , ponticelli, condensatori e relé. Ma come utilizzarli per costruire dei circuiti di effettiva valenza didattica? Basta infatti variare corrente e tensione, misurare la resistenza che ne risulta è verificare che essa è il doppio di quella misurata in precedenza!

    Anche questa foto la devo alla cortesia della gentile Naomi Sparacia, e serve per verificare che l'inverso della resistenza equivalente a due resistenze in parallelo è pari alla somma dei loro inversi. Basta infatti variare corrente e tensione, misurare la resistenza che ne risulta è verificare che essa è la metà di quella misurata in precedenza!

    Qui vedete come vanno montate le basette con le resistenze in serie sopra e in parallelo sotto per eseguire le esperienze descritte nelle foto soprastanti.

    Nel primo caso le due basette con le resistenze di costantana sono collegate tra loro mediante un ponticello di metallo, nel secondo caso invece tramite un ponticello e un cavetto nero. Al centro si vede il reostato con il quale si variano tensione e corrente. Come si vede l'impianto è analogo a quello utilizzato per verificare la I legge di Ohm, ma al posto di una comune resistenza si utilizza quella immersa nel calorimetro bianco visibile in figura, in serie al quale è stato posto l'amperometro, mentre in parallelo c'è il voltmetro.

    Un termometro permette di misurare la resistenza e di verificare l'effetto Joule. Lo scatto in questione illustra un interessante assortimento di lampadine ad incandescenza. Della galleria fanno parte anche alcune lampadine al neon e addirittura una grossa lampada da lampione si confrontino le dimensioni relative Tanto per introdurre una nota divertente in questa severa sfilata di marchingegni, accanto alle lampadine è stata posta anche la loro antenata: la candela di cera Posso pubblicare la foto di questa lampadina da mille candele fotografata accanto a una valvola termoionica, della quale parleremo più avanti grazie alla cortesia dell'amico Pierluigi Guidi.

    Vogliamo esagerare: l'amico Pierluigi Guidi mi ha spedito anche la foto di questa colossale lampadina acquistata a un mercatino, dove gli è stato riferito che proviene da una stazione di Londra. La scritta " K" sulla lampadina gigante rappresenta la cosiddetta temperatura di colore, cioè la temperatura a cui corrisponde il colore della luce emessa.

    E' un'esperienza estremamente istruttiva per spiegare il funzionamento dei calcolatori! Questa foto si riferisce ancora all'esperienza che precede, ma stavolta si tratta di una GIF animata creata dal sottoscritto usando alcune foto scattate dai miei allievi della IV C ginnasio a.

    Nella successione si vede: un circuito più compatto del precedente per realizzare la porta NOT; aprendo l'interruttore la lampadina si accende; chiudendo l'interruttore la lampadina si spegne. Suggestivo, vero?

    Un'altra esperienza suggestiva per far comprendere ai pargoli il funzionamento dei calcolatori è quella che prevede l'uso di un relé, cioè di un servointerruttore magnetico.

    La foto qui accanto mostra un utile modello di byte presente nell'esposizione di Fisica della mia scuola. Essa consiste in otto lampadine comandate da altrettanti interruttori; la lampadina spenta significa 0, quella accesa 1.

    In tal modo è possibile visualizzare in forma binaria tutti i numeri decimali tra 0 e Qui vedete ritratti alcuni cavi ordinari ad alta tensione, destinati a trasmettere ben Ampére, a confronto ad un singolo cavo superconduttore destinato a trasmettere la stessa corrente: la differenza è evidente.

    Senza il fenomeno della superconduttività, i cavi che portano energia all'LHC fonderebbero per effetto Joule, essendo il calore sviluppato da una qualsiasi resistenza direttamente proporzionale alla resistenza stessa e al quadrato della corrente elettrica. Questo è il trolley di un tram di Milano, fotografato nel pomeriggio di domenica 20 agosto durante un giro turistico. Si tratta di un un dispositivo in metallo leggero munito di un conduttore elettrico, atto a trasferire potenza elettrica agli apparati interni di veicoli a trazione elettrica come tram e filobus.

    Il suo nome scientifico è "asta di captazione": Rappresenta un elemento tipico dei mezzi di trasporto urbano, ed a Milano è conosciuta come perteghetta diminutivo di "pertega", pertica. Ed ecco alcune tubazioni fotografate dall'autore di questo sito al CERN di Ginevra, in cui scorre gas liquido a bassissima temperatura, necessario per mantenere allo stato di superconduttori i cavi visibili nella fotografia soprastante. Quando sono raffreddati vicino allo zero assoluto, i metalli perdono praticamente tutta la loro resistenza, trasformandosi in superconduttori.

    Tale fenomeno fu scoperto nel dal fisico olandese Heike Kamerlingh Onnes Nella prima esperienza, Volta toccava il piatto inferiore di rame dell'elettroscopio con un'asta bimetallica zinco-rame impugnandola dalla parte dello zinco, ottenendo una divaricazione delle foglie d'oro, e quindi una differenza di potenziale; nella seconda impugnava l'asta dalla parte del rame e non otteneva alcuna d. Nella terza esperienza, invece, Volta impugnava l'asta bimetallica dalla parte del rame ma interponeva tra asta e piatto una spugnetta imbevuta di soluzione acida, scaricava il piatto superiore, sollevava l'elettroforo e trovava una d.

    Qui a sinistra si vede una simulazione delle esperienze di Volta, eseguita grazie al contributo dell'alunno Roberto Carettoni III B cl. Per scaricare una descrizione più dettagliata delle esperienze di Volta, cliccate qui. La figura accanto illustra un ottimo esperimento, eseguito dal sottoscritto, per verificare la conducibilità o meno delle soluzioni. Ogni volta si riscontrano conducibilità del tutto differenti!

    Allo scopo gli studenti hanno portato a scuola dei limoni ed hanno provveduto essi stessi a tagliarli e a spremerli nel becker.

    Poiché il potenziale erogato è estremamente basso in figura si riesce a leggere 0,22 V, tenendo conto che il voltmetro è settato con un fondoscala di 1 V , e quindi incapace di accendere una semplice lampadina, la d. E' un'esperienza di facile esecuzione, di sicuro successo cambiano le lamine di vari metalli ed anche di carbone si ritrovano facilmente i valori di d.

    Ed ecco le lamine di vari materiali da usarsi per costruire un semplice modello di pila Daniell. Da sinistra a destra e dall'alto in basso si tratta di lamine di: zinco, piombo, alluminio, rame, ferro e carbone, più il supporto in cui infilarle.

    Infatti un libro che ho letto quando ero un ragazzo insegnava a realizzare una pila proprio infilzando un coltello zincato ed un chiodo di rame direttamente dentro un limone, ed ascoltando poi in una cuffia il brusio dovuto al passaggio di corrente!!

    Questo scatto è stato ripreso dalla mia studentessa Ludovica de Lilla 4 G a. Un limone solo, come detto sopra, non basterebbe. Si noti come siano stati utilizzati come elettrodi dei semplici chiodi, piantati dentro i limoni. L'esperienza è stata ideata dalla studentessa Giorgia Aliverti, anch'essa della 4 G a. Ringrazio la professoressa Paola Bertoncello che mi ha permesso di includere questa foto nella sua galleria. In figura, un altro pezzo da museo, che rappresenta una batteria di sei pile Daniell, rappresentate da altrettanti "bicchieri" di vetro dotati ciascuno di due elettrodi, uno di zinco ed una di rame, esattamente come nella figura soprastante.

    Il fatto che gli elettrodi siano ossidati dimostra che lo strumento è stato utilizzato, seppure in un passato ormai remoto. Già che stiamo discutendo di pezzi d'epoca, ecco la foto di una batteria di camion dell'esercito tedesco datata , ancora perfettamente funzionante. La cassa è isolata da terra da una colonna di vetro, ma è munita di un gancetto che, facendo uso di una catenella, permette la messa a terra. Due piani paralleli scorrevoli difendono le foglie e servono anche a modificare la sensibilità dello strumento.

    Se il corpo è elettrizzato positivamente, anche A si elettrizza positivamente. Attraverso lo strato isolante, il fluido presente in A respinge quello presente in B.

    Elettroscopio

    Quindi il disco inferiore B si elettrizzerà negativamente nella faccia a contatto con la resina e positivamente nella parte inferiore; attraverso lo sperimentatore, non isolato da terra, il fluido elettrico viene disperso a terra. Elettroscopio di Kolbe: Ideato da Adolf Wilhelm Hermann Kolbe nel , questo strumento è composto da una struttura metallica che presenta facce frontali in vetro.

    Alla base è fissata una scala graduata in vetro, di tipo qualitativo. Dall'esterno è inserito un cilindro metallico al quale è attaccata una lamina d'oro. Uno strumento basato sulla proprietà dei conduttori di venire elettrizzati per contatto, detto elettroscopio, permette di verificare se un corpo è elettricamente carico.

    L'elettroscopio v. Il tutto è racchiuso in un contenitore di vetro, da cui esce soltanto un pomello, anch'esso di metallo. Se l'asta dell'elettroscopio non è carica elettricamente, sotto l'influenza della forza di gravità le due lamine si dispongono verticalmente. Se invece tocchiamo il pomello dell'elettroscopio con un corpo carico, la carica elettrica trasmessa al pomello passerà all'asta e quindi alle foglioline, che?

    Se poniamo in contatto con il pomello dell'elettroscopio caricato elettricamente un isolante, le lamelle resteranno divaricate, mentre se il contatto avviene con un conduttore l'elettroscopio si scarica, trasferendo le sue cariche al conduttore, e le due lamelle si riavvicineranno.

    Elettrizzazione per induzione Un terzo modo per elettrizzare un corpo neutro è basato sul fenomeno dell'induzione elettrostatica v. Supponiamo di avvicinare due sfere metalliche, isolate da terra mediante un manico di plastica, l'una carica positivamente e l'altra neutra. Per effetto della forza di attrazione elettrica, gli elettroni liberi presenti sulla superficie della sfera neutra tenderanno a concentrarsi nella parte della sfera più vicina alla sfera carica positivamente, mentre sulla parte più lontana si produrrà una concentrazione di cariche positive.

    Sulla sfera neutra si dice che è stata indotta una separazione di cariche. Allontanando nuovamente la sfera carica, le cariche sulla sfera neutra tornano a neutralizzarsi e si ristabilisce l'equilibrio.

    La sfera carica viene detta corpo induttore e la sfera sulla quale si produce la separazione di cariche viene detta corpo indotto.


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