Relazione_DiBuò

Relazione di Laboratorio

ESPLORANDO L’ELETTROMAGNETISMO:

“Interazioni Chiave tra Cariche Elettriche e Campi Magnetici”.

Obiettivo dell'esperimento:

L’obiettivo di quest’esperienza è quella di mostrare sperimentalmente il legame tra fenomeni elettrici e campi magnetici.

Materiale Occorrente:

Per questa esperienza occorono una bussola, un modulo a due binari con un filo di rame, un modulo a campana, un motore a corrente continua con ventola, un solenoide, un amperometro, graffette, un interruttore, potenziometro, cavi elettrici e portabatterie.

Premessa teorica:

Il legame tra fenomeni elettrici e fenomeni magnetici è uno dei pilastri fondamentali dell’elettromagnetismo: una branca della fisica che studia le interazioni tra cariche elettriche e campi magnetici. Questo legame è stato scoperto e sviluppato attraverso una serie di osservazioni, esperimenti e scoperte nel corso della storia della fisica. Una delle prime osservazioni fondamentali è stata quella di William Gilbert nel 1600 che dimostrò che la Terra si comporta come un grande magnete, questo ha portato alla scoperta dei fenomeni magnetici e all’inizio dello studio sistematico dei magneti e campi magneti. Successivamente, nel XVIII secolo, il lavoro di scienziati come Charles Augustin de Coulomb, Hans Christian Orsted, André- Marie Ampère e Michael Faraday ha portato alla comprensione più approfondita del legame tra elettricita e magnetismo. De Colulomb formulò la legge che porta il suo nome, che descrive la forza di attrazione o repulsione tra le cariche elettriche. Orsted dimostrò che una corrente elettrica in un filo conduttore generava un campo magnetico intorno ad esso. Ampère svillupò ulteriormente questa idea, formulando la legge che porta il suo nome che descrive l’interazione magnetica tra correnti elettriche. Faraday scoprì l’induzione elettromagnetica dimostrando che un campo magnetico variabile poteva indurre una corrente elettrica in un circuito. Queste scoperte hanno portato alla formulazione delle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo

Alessandro Volta (1745-1827)

Procedimento:

Step 1

Step 2

Step 3

Ripeti il circuito ma inserendo il modelo a campana e per ultimo con il motore a ventola, osserva cosa accade..

Adesso crea un altro circuito elettrico inserendo questa volta un solenoide, il potenziometro, l’amperometro in modo in cui il circuito sia in serie. Colloca le graffette vicino al solenoide; cosa succede se posizioniamo il solenoide percorso da corrente vicino ad alcune graffete di materiale ferroso? Perchè? Cosa osservi usando il potenziometro?

Collega il modulo a due binari al portabatterie e all’interruttore con i cavi in modo da creare un circuito elettrico in serie. Inserisci la bussola nel modulo a due binari disponendo l’ago della bussola parallelamente al filo di rame, chiudi il circuito in modo da far scorre la corrente; cosa osservi?

procedimento

Osservazioni

Se guardiamo una bussola vediamo che il suo ago punta al nord normalmente ovvero si orienta secondo la linea del campo magnetico terrestre. Colocando la bussola in modo parallelamente al filo conduttore dove passa la corrente osserviamo una deviazione del ago, cioè, l’ago di essa si sposta e non indica più il nord ma si orienta a secondo del campo magnetico prodotto dalla corrente ( in questo caso osserviamo che è perpendicolare al filo condutore). Quando nel circuito non c’è corrente la bussola ritorna a orientarsi secondo il campo magnetico terrestre ma cosa succede se invertiamo il verso della corrente? Se invertiamo il verso della corrente l’orientamento dell’ago cambierà di conseguenza, essa si orienta nella direzione opposta rispetto a prima.Nella seconda esperienza abbiamo osservato che posizionando un solenoide attraversato da corrente vicino a delle graffette, le graffette sono attratte verso il solenoide, questo avviene perché quando la corrente passa attraverso il solenoide viene generato un campo magnetico intorno ad esso e quindi si è magnetizzato come una calamita. Una calamita non naturale prodotta in questo modo cioè per effetto magnetico della corrente viene chiamata elettrocalamita. Le elettrocalamite possono produrre un campo magnetico più intenso rispetto ai magneti così detti naturali. Purtroppo non abbiamo potuto variare il campo magnetico del solenoide poichè il potenziometro che ci consentiva di regolare l’intensità della corrente non funzionava e quindi abbiamo interrotto l’esperimento. La stessa cosa ci è capitata con il modelo a campana.Nell’ultima esperienza abbiamo usato un motore a corrente continua con ventola, questo è un dispositivo elettrico che converte l’energia elettrica in energia meccanica rotativa, il suo funzionamento si basa sulle forze elettromagnetiche generate all’interno del motore. Quando abbiamo fornito corrente al motore, la ventola ha cominciato a girare. C’è da dire che la direzione di rotazione di essa dipende dalla polarità della corrente fornita al motore, maggior è la corrente fornita maggior è la velocità di rotazione dell’elica.

Conclusioni:

In conclusione, quest’esperienza ci ha permesso di confermare che una corrente elettrica in un conduttore genera un campo magnetico intorno ad esso. Il legame tra campo elettrico e campo magnetico è un concetto fondamentale nell’elettomagnetismo che gioca un ruolo cruciale in molte applicazioni e fenomeni fisici, la comprensione di questa interazione è essenziale per lo sviluppo e l'innovazione nella tecnologia e nella scienza moderna. Alla luce delle esperienze svolte possiamo anche dire che è assolutamente possibile generare movimento utilizzando l’elettricità, l’esperienza descritta con il solenoide e le graffette ferrose dimostrano l’interazione tra corrente elettrica e campo magnetico che può essere sfruttata per produrre un movimento meccanico, questo principio è alla base del funzionamento di dispositivi come motori elettrici.

arianna di buò

Anche se i primi due tentativi sono falliti perchè inizialmente le foglie di carta stagnola erano troppo spesse, la costruzione dell'elettroscopio ha dimostrato il principio di base del suo funzionamento: la capacità di rilevare cariche elettriche attraverso la separazione delle foglie. Questo istrumento è un componente essenziale nella comprensione e nello studio dei fenomeni elettrostatici.