relazione di fisica n.1

Di Maria Sofia Scetta

LA MACCHINA DI WIMSHURST

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Prima di introdurre da cosa e' formata e come funziona la macchina di Wimshurst è bene fare un punto sulla sua storia!

Storia

La macchina fu inventata da James Wimshurst (da cui prende il nome) nel 1880.Essa è un generatore elettrostatico che produce alte tensioni e venne usato per esperimenti sull'elettricità e nei primi tubi a raggi X.

struttura:

La macchina è composta da :- due dischi di vetro assiali disposti a una distanza molto piccola tra loro.Entrambi i dischi sono forniti di settori di carta stagnola disposti in modo radiale.- due spazzolini posizionati in corrispondenza dei due dischi. -una manovella grazie la quale verranno azionati manualmente i dischi.-due pulegge collegate alla manovella che permettono la sua rotazione.

- due pettini tra i quali avviene la rotazione dei due dischi .- due condensatori collegati ai rispettivi pettini, terminano con una sferetta e sara' proprio tra essi che passerera' la scarica.

funzionamento della macchina

Tutto ha inizio con la manovella che viene azionata provocando la rotazione dei dischi. Il movimento rotatorio permettera' di caricare il primo disco, mentre il secondo si carichera' per induzione come consequenza.

Trasferimento di cariche: Le cariche vengono trasmesse per influenza attraverso i pettini,vanno a caricare le sferette in segno opposto.Nella maggior parte dei casi tra sferette e pettini si interpongono i due rispettivi condensatori, il cui compito è quello di accumulare la quantita' di carica prima che scocchi la scintilla. Se il potenziale è alto abbastanza da vincere la resistenza dell’aria, si produce una scintilla.

RELAZIONE CON GLI ARGOMENTI STUDIATI:

La macchina di Wimshurst è stata molto importante per comprendere e applicare alla realtà alcuni concetti fondamentali che abbiamo studiato solo nella teoria. Segue la lista degli argomenti riscontrati nell'esperimento, le loro definizioni e successivamente la spiegazione degli stessi all'interno dell'esperimento.

FOCUS SU:1 L'induzione elettrostatica2 La capacità 3 Trasmissione della corrente nei gas

MA COSA vogliono dire??

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Applicazione della teoria nella macchina di Wimshurst:

Il primo disco caricato induce una carica opposta sul secondo. Questo è essenziale per accumulare cariche opposte sui dischi.

I condensatori del video, dotati di una certa capacita' C, immagazzinano energia elettrica, permettendo una liberazione improvvisa di carica, visibile come scintilla.

La trasmissione di corrente nei gas che permette il passaggio di corrente nell'aria (in questo caso), si manifesta creando una scintilla tra i conduttori, dovuta al loro diverso potenziale

Capacità

Induzione Elettrostatica

Trasmissione di correntenei gas

Applicazione della macchina al Campanello elettrostatico

Ma cos'è un campanello elettrostatico??

È un apparecchio utilizzato per mostrare attrazioni e repulsioni elettrostatiche. Formato da un’asta isolante sulla quale è montata una sbarretta che sostiene due campanelli, isolati l’uno dall’altro.

ma cosa succede allora???

Ma cosa succede?

Dopo aver collegato la macchina al campanello attraverso 2 conduttori. Se attivata, le cariche, poco a poco,si accumuleranno sui campanelli laterali. I battagli o palline metalliche si caricano per induzione toccando uno dei campanelli/campane (ad esempio, quello positivo) e vengono respinte dalla stessa carica. Una pallina carica positiva è attratta dal campanello centrale (o dall'altro negativo) e, quando lo tocca, trasferisce parte della sua carica, producendo una scarica che la spinge indietro.

Per interrompere il processo bisogna semplicemente interrompere la carica nel sistema.

Questo movimento ciclico continua, con le palline che trasferiscono continuamente cariche tra i campanelli laterali, dimostrando i concetti di induzione elettrostatica e di attrazione/repulsione tra cariche di segno opposto.

Sono riportate brevemente gli esempi altri proposti dal video

ALTRE APPLICAZIONI

Di seguito sono riportati altri esempi di applicazione della macchina di per la creazione di un sistema con ulteriori macchinari

Cogglleghiamo la macchina, con un conduttore, a un sostegno con sopra posizionata un elica a punta.Azionando la macchina l'elica inizierà a ruotare su se stessa e aumentando la velocita' di rotazione della manovella aumenterà anche la rotazione dell'elica. La carica trasmessa dal conduttore all'elica sarà una carica di un solo segno e ecco spiegato il suo movimento!

MACCHINA COLLEGATA CON UN 'ELICA

macchina un doppio pendolo

macchina collegata a un fascio di carta ...

Se la macchina viene collegata, attraverso un conduttore, a un fascio di carta o di seta vedremo come le strisce di carta, al passaggio della carica all'interno di esse si allontaneranno tra loro.

macchina collegata a un doppio pendolo

Sullo stesso principio si basa la macchina collegata a un doppio pendolo.Il quale sara' formato da due fili conduttori (terminanti con due tappi) collegati a un'asta di sostegno .Con il passaggio della carica all'interno della struttura i due tappi andranno a respingersi allontanandosi uno dall'altro.

N.B. Per annullare l'effetto di tutti gli esempi basta avvicinare i tuoi conduttori che scaricheranno la carica producendo una scintilla e scaricheranno il sistema

macchina collegata a lavagna luminosa

La lavagna è collegata nei suoi due estremi ai due conduttori di segno opposto.La lavagna luminosa e' composta da strisce rettangolari di carta stagnola ed e’ ben importante perché all'attivarsi della macchina le scariche si posizioneranno sugli spigoli di quest'ultimi.

macchina collegata a fiamma

Se ad essere collegata con la macchina e' (sempre attraverso un conduttore ) una fiamma si genererà all'attivazione della macchina un vento di portatori di carica!!

Thank You!

THE END

L'induzione elettrostatica

L'induzione elettrostatica si verifica quando un oggetto carico provoca la redistribuzione delle cariche su un altro oggetto senza contatto diretto.

La capacità è la capacità di un sistema di immagazzinare carica elettrica.​

La capacità

La corrente elettrica in un gas si riferisce al flusso di cariche elettriche attraverso un mezzo gassoso ionizzato. Questo fenomeno si verifica l'ionizzazione delle molecole di gas, permettendo così il movimento di cariche. La corrente nei gas può manifestarsi attraverso fenomeni come le scariche elettriche, come nei fulmini o nei tubi a vuoto.

La corrente elettrica in un gas

La capacità elettrica è la misura della quantità di carica elettrica che un conduttore o un sistema può immagazzinare per unità di potenziale elettrico. Si esprime in farad (F) e dipende dalle caratteristiche geometriche e dal materiale.

La capacita'

In particolar modo la capacita' di un condensatore si calcola come il rapporto tra la carica Q che si accumula sulle piastre e la differenza di potenziale ΔV tra di esse.