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fisica:strumenti:macchina_di_wimshurst

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- ​====== Macchina di Wimshurst ====== 
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-//​**Descrizione**//​ 
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-La macchina di Wimshurst è uno storico generatore elettrostatico per generare alte tensioni, sviluppato nel 1889 dall'​inventore britannico James Wimshurst (1832 – 1903). L'​aspetto è particolare ed è caratterizzato da due dischi montati in verticale che ruotano in direzione opposta e due sfere metalliche per la scarica. Produce scariche elettriche di una lunghezza variabile. 
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-La macchina appartiene alla categoria di generatori detti a induzione. Le prime macchine di questo tipo furono inventate da Wilhelm Holtz (1865 e 1867), August Toepler (1865), e J. Robert Voss (1880). Più vantaggiose rispetto alle precedenti macchine a frizione, i primi modelli mostravano la tendenza ad invertire la polarità senza alcun preavviso. La macchina di Wimshurst fu invece la prima a non presentare questo difetto. ​ 
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-===Funzionamento=== 
-Si fanno ruotare due dischi di materiale isolante in senso opposto. 
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-Sui dischi sono incollati alcuni settori metallici, isolati l’uno dall’altro. I dischi sono posizionati l’uno di fronte all’altro e vengono fatti girare sul loro asse, tramite una manovella, uno in un senso e uno nell’altro. 
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-Inizialmente alcuni settori metallici sono leggermente carichi (la carica può derivare dalla presenza di ioni nell'​aria). Quando un settore carico del primo disco (diciamolo A) si affaccia ad un altro settore (B) del secondo disco induce in questo una separazione di cariche, che scompare quando i due settori si allontanano. Ma se l'​induzione avviene quando il settore B è a contatto con una delle spazzole le cariche fluiscono attraverso il braccio fino all'​altra spazzola e quindi fino al settore metallico diametralmente opposto (diciamolo B*). Quando le spazzole lasciano B e B* questi sono ancora sottoposti ad induzione, per cui rimangono carichi di segno opposto (stesso fenomeno dell'​elettroforo di Volta). B e B* proseguendo la rotazione raggiungono la regione in cui si trovano le spazzole dell'​altro disco e per induzione caricano una coppia di settori dell'​altro disco (con lo stesso meccanismo con cui sono stati caricati). Quindi raggiungono i pettini che li neutralizzano,​ raccogliendo le cariche. Poi raggiungendo nuovamente le spazzole il ciclo ricomincia. Ad ogni giro un settore metallico subisce le seguenti azioni: si carica di segno positivo, carica negativamente per induzione un settore dell'​altro disco, viene neutralizzato da uno dei pettini, si carica di segno negativo, carica positivamente per induzione un settore dell'​altro disco, viene neutralizzato dall'​altro pettine. Consigli pratici: i bracci delle spazzole vanno posizionate ad X ed in modo che ogni settore incontri prima la sua spazzola e poi quella dell'​altro disco; inoltre la loro posizione deve essere tale che l'​istante di distacco di ciascuna spazzola da un settore deve coincidere con l'​istante di massima sovrapposizione dei settori (così si ha il massimo trasferimento di carica per induzione). 
-Le cariche raccolte dai pettini sono accumulate all'​interno di bottiglie di Leida (condensatori). Quando i condensatori hanno accumulato una quantità sufficiente di carica elettrica, l'​elevata differenza di potenziale tra i poli della macchina fa scoccare una scintilla. La macchina non ha bisogno di alimentatori elettrici per creare la carica iniziale, ma ha bisogno di lavoro meccanico per far girare i dischi. Quando produce scintille di notevole lunghezza (dell'​ordine dei 10-15 cm) diviene un debole emettitore di raggi X.  
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-===Sitografia=== 
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-^Link ^Descrizione ​ ^ 
-|https://​www.youtube.com/​watch?​v=mNGP42-QLtY|video|video funzionamento strumento | 
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fisica/strumenti/macchina_di_wimshurst.txt · Ultima modifica: 2019/09/23 14:30 (modifica esterna)