La macchina di Wimshurst

la macchina di wimshurst

Struttura e funzionamento

INDICE

1. Storia

2. Struttura

3. Funzionamento

4. Conclusioni

LA STORIA

La macchina di Wimshurst è stata ideata dall'ingegnere inglese James Wimshurst (1832-1903), e ha come scopo la generazione di alta tensione continua e stabile.

L’apparecchio è costituito da due dischi uguali di plexiglas, posti in verticale ad una distanza relativamente piccola. Questi dischi ruotano intorno ad uno stesso asse orizzontale, ma in senso opposto, grazie ad un sistema di cinghie e pulegge azionate da una manovella, posta di lato alla base della macchina. Radialmente, lungo il bordo esterno dei due dischi, sono disposti dei piccoli settori metallici. Durante la rotazione i settori di ogni disco scorrono sotto una coppia di spazzole di rame, sostenuta da un supporto conduttore inclinato e di lunghezza pari al diametro dei dischi; i supporti delle spazzole, posti sui due lati, sono inclinati uno rispetto all’altro. Due punte metalliche si affacciano su un disco agli estremi opposti di un diametro orizzontale; tali punte sono collegate all’armatura interna di due condensatori cilindrici (riproduzione della storica bottiglia di Leyda) fissati alla base; ciascuna di queste armature è connessa con una delle sferette di uno spinterometro, la cui distanza è regolabile.

STRUTTURA

La macchina di Wimshurst appartiene alla classe dei generatori elettrostatici detti a induzione.Azionando la manovella mediante pulegge, i due dischi ruotano in antefase e, sfregando contro le spazzole, immagazzinano sulle loro superfici delle cariche di opposta polarità. Ogni volta che un settore entra in contatto con una spazzola, la sua carica cambia da positiva a negativa o viceversa, il risultato è che i settori si caricano positivamente su una metà del disco e negativamente sull’altra. La carica statica sulle spazzole viene raccolta da collettori ed impiegata per polarizzare le armature di un condensatore. Si riesce a creare una corrente di qualche decina di microampere. Collegando alle due armature uno spinterometro, costituito da due elettrodi in genere di forma sferica, si riesce a provocare delle scariche elettriche. Le sfere infatti creano un forte campo elettrico intorno a loro, quella del polo negativo facilita l'emissione di elettroni che ionizzando l'ariacircostante la sfera positiva, fa si che quest'ultima sia in grado di far scoccare le scintille.

FUNZIONAMENTO

L'induzione elettrostatica è il fenomeno per cui la carica elettrica all'interno di un oggetto viene ri-distribuita a causa della presenza di un altro oggetto carico nelle vicinanze. A causa dell'induzione un oggetto elettricamente carico posto nelle vicinanze di un corpo conduttore neutro provoca il manifestarsi di carica su quest'ultimo, senza che avvenga contatto tra i due, poiché la distribuzione di carica che vi era inizialmente nell'oggetto neutro non è più uniforme.

L'INDUZIONE ELETTROSTATICA

Un generatore elettrostatico, o macchina elettrostatica, è un generatore elettromeccanico che produce elettricità statica oppure elettricità ad alta tensione e bassa corrente elettrica continua.

I GENERATORI ELETTROSTATICI

Il condensatore è un componente elettrico che ha la capacità di immagazzinare l'energia elettrostatica associata a un campo elettrostatico. È formato da due conduttori detti armature, separati da un materiale isolante chiamato dielettrico.Le due armature hanno carica opposta, ciò permette il passaggio di corrente.

I CONDENSATORI

Il campo elettrico E in un punto P è il rapporto tra la risultante delle forze elettriche F che agiscono su una carica di prova q posta in P.l'unità di misura è il newton fratto il coulomb.

IL CAMPO ELETTRICO

CASILLO SAVERIO PIO V.A O.S.A.

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