Elettrostatica
Elettroscopio
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DESCRIZIONE:
L'elettroscopio a foglie è lo strumento più semplice per la rivelazione o il confronto di cariche elettriche. E' costituito da una coppia di foglioline di alluminio collegate elettricamente ad un'asta metallica all'interno di un contenitore di vetro. L'asta, che termina in alto con una sfera di alluminio, penetra nell'involucro attraverso un tappo di buon isolante. Elettrizzando per contatto o per induzione la sferetta si osserva su una scala graduata la divergenza delle foglioline.
E' possibile l'utilizzazione di due elettroscopi in contatto parallelo. Collegando le due sferette tramite un conduttore ed avvicinando una bacchetta di plexiglass (carica positivamente) ad uno dei due elettroscopi, si osserva la divergenza delle foglioline in ambedue gli elettroscopi. Eliminando il contatto e successivamente allontanando la bacchetta si osserva che gli elettroscopi si sono caricati di segno opposto l'uno rispetto all'altro.
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STRUMENTI:
- elettroscopio, corpi elettrizzati, conduttore isolato. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Pendolino elettrostatico
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DESCRIZIONE:
La pallina di sambuco del pendolino classico per la dimostrazione dell'azione elettrica a distanza è sostituita da una sfera di vetro alluminato (una comune palla per l'albero di Natale), appesa ad un filo di seta.
STRUMENTI:
- pendolino elettrostatico, corpi elettrizzati. ( Ubicazione: lab. L.E.D.)
Bacchetta elettrostatica
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DESCRIZIONE:
Questa bacchetta usa semplici principi fisici.
Lancia la lamina di metallo in aria e solleva la bacchetta allo stesso tempo, la bacchetta lascerà che la lamina di metallo leviti nell'aria.
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STRUMENTI:
- bacchetta magica. ( Ubicazione: lab. L.E.D.)
Condensatore piano
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DESCRIZIONE:
Il condensatore piano è costituito da due dischi metallici affiancati (armature), disposti verticalmente, fra i quali si può interporre una lastra di materiale isolante (dielettrico). La distanza fra i dischi, sorretti da colonnine isolanti, è variabile. Con una tale disposizione, collegando uno dei dischi, detto "collettore", con una macchina elettrostatica in azione e ponendo l'altro a terra, si può studiare il processo di accumulazione delle cariche sulle due armature in dipendenza della distanza fra di esse nonché della natura e dello spessore del dielettrico interposto. Lo stato di carica delle armature può essere osservato con un elettroscopio.
STRUMENTI:
- condensatore piano, piccolo elettroscopio, macchina elettrostatica. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Pozzetto di Beccaria
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DESCRIZIONE:
Il pozzetto di Beccaria è un recipiente metallico sostenuto da un supporto di materiale isolante, collegato elettricamente ad un piccolo elettroscopio a foglia. All'interno del pozzetto è possibile inserire una sfera carica. Questa, sorretta da una bacchetta di materiale isolante, rimane sospesa senza che venga in contatto elettrico con le pareti del pozzetto. Per induzione le pareti interne del pozzetto si caricheranno di segno opposto della sfera e di conseguenza, essendo il recipiente isolato da terra, le pareti esterne si caricheranno dello stesso segno. Scaricando a terra le pareti esterne del pozzetto questo risulterà scarico. Se si toglie la sfera dal pozzetto, l'elettroscopio tornerà di nuovo a rivelare una presenza di cariche.
E' possibile individuare lo stato di carica del pozzetto tramite l'utilizzo di un elettroscopio collegato elettricamente alla parete esterna :
1) Pozzo isolato, sfera scarica: elettroscopio scarico.
2) Pozzo isolato, sfera carica: elettroscopio carico.
3) Pozzo isolato, parete esterna messa a terra, sfera interna carica: elettroscopio scarico.
4) Pozzo isolato, sfera carica allontanata: elettroscopio carico per induzione.
STRUMENTI:
- pozzetto di Beccaria, piccolo elettroscopio, corpi elettrizzati. ( ubicazione: aula E. AMALDI )
Gabbia di Faraday
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DESCRIZIONE:
La gabbia di Faraday è un esempio di schermo elettrostatico ed è realizzata mediante una rete metallica a maglie molto fitte (chiusa a formare una sorta di gabbia). All'interno di questa non vi sono effetti dovuti a campi elettrostatici esterni né al caricamento della gabbia stessa.
La verifica può essere fatta posizionando all'interno della gabbia un elettroscopio.La gabbia viene caricata da un generatore elettrostatico mentre l'elettroscopio all'interno non rivela alcuna presenza di cariche. E' possibile inoltre utilizzare un secondo elettroscopio collegato elettricamente all'esterno della gabbia per rivelarne la carica.
STRUMENTI:
- gabbia di Faraday, due elettroscopi, alimentatore di alta tensione. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Elettroforo di Volta
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DESCRIZIONE:
L'elettroforo di Volta è costituito da un piatto metallico isolato, all'interno del quale è posto un disco di plexiglass sopra al quale è posto un disco conduttore mobile collegato ad un'asta di materiale isolante. Elettrizzando con un panno di lana il piatto di plexiglass, questo risulterà carico positivamente. Appoggiando successivamente il disco mobile su di esso, la superficie del disco più vicina al plexiglass si caricherà negativamente, mentre la superficie più lontana risulterà carica dello stesso segno del plexiglass. Se ora si allontana il disco mobile dal plexiglass le cariche si ridistribuiranno sul disco riportandolo così in stato di equilibrio elettrostatico. Viceversa, lasciando il disco mobile sopra il plexiglass elettrizzato e collegando elettricamente la superficie del disco superiore con la terra, il disco, allontanato dal plexiglass, risulterà carico negativamente.
STRUMENTI:
- Elettroforo di Volta. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Generatore di Van Der Graaf
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DESCRIZIONE:
Il generatore di Van Der Graaf è costituito da una base in alluminio, sulla quale sono ancorati due cilindri di perspex. Tra i due cilindri è posto un nastro di gomma morbida che scorre verso l'interno di una sfera conduttrice posta nella parte superiore. Il nastro è azionato da un piccolo motore elettrico. Il nastro si carica per strofinio scorrendo contro i cilindri. Le cariche, trasportate all'interno della sfera, sono raccolte su di essa per induzione. In condizioni ambientali favorevoli si possono raggiungere delle d.d.p. superiori a 250.000 V.
STRUMENTI:
- generatore di Van Der Graaf, variatore di tensione. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Macchina di Whimshurst
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DESCRIZIONE:
Questa macchina è costituita da due dischi di plexiglass sui quali sono incollate delle placchette di rame equamente distanziate. I dischi ruotano in senso inverso l'uno rispetto all'altro. Due spazzoline di rame collegate elettricamente ad un condensatore (bottiglia di Leyda) e poste su ciascuno dei due dischi provocano, per strofinio, il caricamento degli stessi. Due sfere collegate ai condensatori possono essere avvicinate tra loro fino a generare una scarica.
STRUMENTI:
- Macchina di Whimshurst. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )