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IL MAGNETISMO E L’ELETTRICITÁ
L'elettromagnete, chiamato anche elettrocalamita, è un elemento costituito da un nucleo in materiale ferromagnetico (di solito ferro dolce) su cui è avvolto un solenoide, ovvero una bobina di molte spire di filo elettrico. Lo scopo dell'elettromagnete è di generare un campo magnetico da una corrente elettrica.
L'intensità del campo magnetico generato è proporzionale al numero di spire che costituiscono l'avvolgimento. L'aumento del numero di spire e quindi della lunghezza del filo riduce però la corrente circolante (crea una resistenza) in conseguenza della legge di Ohm, per ovviare al problema si deve aumentare la sezione del filo.
Un solenoide o bobina è un insieme di spire circolari molto vicine fra loro e realizzate con un unico filo di materiale conduttore.
Il solenoide è uno strumento solitamente usato come induttore per lo studio e le applicazioni dell'elettromagnetismo.
BOBINA O SOLENOIDE
ELETTROCALAMITA
Ovvero creare magnetismo dall’elettricità
Una corrente elettrica genera un campo magnetico. Questa scoperta è dovuta allo scienziato danese Hans Christian Oersted (1777-1851) e risale al 1820.
Nella figura A il circuito è aperto, quindi nel filo non passa corrente e l’ago magnetico, orientato naturalmente verso il polo Nord geografico, è parallelo al filo. Nella figura B invece il circuito è chiuso, circola corrente e l’ago magnetico ha assunto una posizione perpendicolare rispetto al filo.
Nello spazio vicino ad un conduttore percorso da corrente elettrica si crea un campo magnetico.
figura A figura B
FaradayOvvero creare elettricità dal magnetismo
Anche il magnetismo può produrre elettricità. Se muoviamo avanti e indietro una calamita a barra all’interno di un filo di rame rivestito di plastica e avvolto a spirale (bobina), i cui estremi sono collegati ad un amperometro, si può osservare che durante il movimento del magnete l’amperometro rileva il passaggio di corrente.
Un campo magnetico può quindi produrre un flusso di corrente elettrica; il fenomeno si chiama induzione elettromagnetica. Questa scoperta risale al 1831 e si deve allo scienziato inglese Michael Faraday. Su questa scoperta si basa il funzionamento dei generatori di corrente impiegati nelle centrali elettriche.
LEGGE DELL’INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
(Legge di Faraday)
Se un circuito chiuso è sottoposto alla variazione di un campo magnetico, in esso si genera una corrente indotta (attenzione: è ovvio che nel circuito non è stata inserita la pila!)
E’ la legge fondamentale in base alla quale funziona la stragrande maggioranza delle apparecchiature elettriche.
Gli esperimenti di Faraday del 1831 evidenziarono i seguenti particolari aspetti:
Nella sua forma più semplice consiste di una spira conduttrice (rotore) immersa in un campo magnetico (generato ad esempio da una coppia di magneti permanenti) e messa in rotazione.
DINAMO VS MOTORE ELETTRICO
Nella scuola superiore approfondirai questo argomento. Per ora è sufficiente che tu osservi la grande somiglianza di struttura tra la dinamo e il motore elettrico e la sostanziale differenza:
un motore elettrico (esempio motorino tapparelle)
Il campanello elettrico è un dispositivo elettromeccanico utilizzato per richiamare l’attenzione su uno specifico evento. Il campanello elettrico posto sulle porte delle abitazioni è un tipico esempio del suo utilizzo così come lo è la “campanella” nelle scuole.
Fu inventato dal fisico Joseph Henry nel 1831.
Il funzionamento del campanello elettrico è basato sul fenomeno dell’elettromagnetismo ovvero la capacità di generare un campo magnetico da parte della corrente elettrica.
Quando chiudiamo il circuito elettrico attraverso il pulsante (K), nel circuito circola la corrente elettrica; l’elettrocalamita si magnetizza e attira a sé l’ancora (A) che è collegata al martelletto che batte sul timpano (B). Quando l’ancora si sposta verso la calamita, nella posizione T si apre il circuito elettrico, quindi la corrente non circola più e la calamita si smagnetizza (è di ferro!) e l’ancora ritorna nella posizione iniziale, cioè come nella figura sopra. A questo punto si richiude il circuito e tutto ricomincia.
Mentre teniamo premuto il pulsante, questo fenomeno si ripete per decine e decine di volte, quindi il martelletto colpisce tante volte il timpano producendo il suono che sentiamo.
Antonio Meucci è l'inventore del telefono e la sua storia merita di essere raccontata. Nasce a San Frediano (Firenze), il 13 aprile del 1808 da una famiglia piuttosto povera. Inizia come tutti i ragazzi dell'epoca a lavorare molto giovane e svolge le professioni più disparate: meccanico, impiegato, operaio teatrale ecc... Meucci ha 2 grandi passioni che gli cambieranno il corso della vita : la passione per la scienza (l'elettricità in particolare) e per la politica. Proprio a causa della sua vita politica, viene coinvolto nei moti rivoluzionari del 1831 ed è costretto in breve tempo a lasciare prima la Toscana e poi addirittura l'Italia. Si rifugia per qualche anno a Cuba ed infine si stabilisce definitivamente a New York nel 1850. Negli Stati Uniti Meucci apre una fabbrica di candele che gli garantisce il sostentamento per lui e per la famiglia, nel tempo libero però continua gli studi sull'elettricità ed in particolare su un nuovo congegno che ha in mente e che potrebbe permettere a persone distanti anche kilometri di parlare tra loro: il telefono.
Gli studi e le ricerche vanno avanti diversi anni e nel 1856 ottiene un primo apprezzabile risultato. La moglie è costretta a letto da una grave malattia e Meucci per far comunicare il suo studio con la camera da letto realizza il primo telefono funzionante.
Meucci descrive il suo primo telefono in questo modo:
«consiste in un diaframma vibrante e in un magnete elettrizzato da un filo a spirale che lo avvolge. Vibrando, il diaframma altera la corrente del magnete. Queste alterazioni di corrente, trasmesse all'altro capo del filo, imprimono analoghe vibrazioni al diaframma ricevente e riproducono la parola».
L'invenzione è di quelle da rivoluzionare il mondo e Meucci lo sa. Le risorse finanziarie però non ci sono, la fabbrica di candele fallisce e nessuno sembra disposto a finanziarlo, ne in Italia ne in America. Oltre a questo, resta vittima di un grave incidente che lo tiene bloccato per mesi a letto.
La moglie disperata, per sopravvivere e per curarlo vende a sua insaputa tutte le sue invenzioni e le sue attrezzature ad un rigattiere per 6 dollari !
Nel 1876 Alexander Graham Bell brevetta il suo apparecchio telefonico ed ottiene i successi che per anni Meucci ha solo sperato. Inizia a questo punto una lunga battaglia per la paternità del telefono che durerà per anni e che coinvolgerà anche due compagnie in lotta per la gestione della nuova invenzione, la Globe Company e la Bell Company.
La battaglia legale termina nel 1887 e la sentenza, pur riconoscendo alcuni meriti a Meucci, è a favore di Bell. Due anni dopo Meucci muore. Da quel giorno in poi la storia di Meucci rimane viva solo in Italia, in cui tutti considerano Meucci come il vero inventore del telefono. Nel resto del mondo è Bell l'autore dell'invenzione che ha cambiato il modo di comunicare nel mondo.
Giustizia viene fatta però nel giugno del 2002 quando il Congresso degli Stati Uniti finalmente riconosce Antonio Meucci come primo inventore del telefono e tutto il mondo può finalmente riscoprire la storia e la genialità di uno dei più grandi inventori della storia dell'umanità.
Microfono: una membrana collegata ad una bobina immersa in un magnete permanente (calamita). Il principio di funzionamento si basa sulla generazione di un campo magnetico variabile prodotto dalla bobina che interagendo con un magnete fisso muove la membrana. Ciò produce una corrente elettrica che va a costituire il segnale. Questo segnale viene poi amplificato per permettere comunicazioni a lunghe distanze.
Dall'altra parte il segnale elettrico genera un campo magnetico variabile che fa vibrare la membrana in modo da riprodurre il suono originale: ricevitore.
Nel telefono di Meucci erano presenti dei granuli di carbone.
La pressione esercitata dalle onde sonore veniva trasmessa alla polvere di carbone, i cui granuli venivano più o meno compressi, determinando una resistenza variabile nel circuito.
Fonte: https://www.sangiuseppelugo.it/files/file/documenti/Magnetismo%20ed%20elettricit%c3%a0.docx
Sito web da visitare: https://www.sangiuseppelugo.it/
Autore del testo: non indicato nel documento di origine
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