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fisica:strumenti:rocchetto_di_ruhmkorff

LAB2GO Scienza

Rocchetto di Ruhmkorff

Descrizione

Il rocchetto di Ruhmkorff è essenzialmente un trasformatore, fissato su una cassetta in legno, e consiste in due bobine coassiali tra loro, con un nucleo di fili di ferro dolce isolati tra loro al fine di ridurre le correnti parassite.
L’avvolgimento primario è costituito da poche spire isolate di grosso filo di rame, avvolto al cilindro interno, di cui un capo è collegato ad un serrafilo di ottone e l'altro ad un interruttore automatico (detto del Neef, del tutto simile a quello visibile negli antichi campanelli elettrici), costituito da un martelletto e da una contatto a vite che termina su un altro serrafilo di ottone, posti sulla base. Ai due serrafili va collegato l'alimentatore in corrente continua che deve essere in grado di erogare una forte corrente a bassa tensione.
Il circuito secondario è avvolto intorno al primario ed è formato da un numero elevato di spire isolate di sottile filo di rame. Gli estremi del secondario sono collegati, tramite due morsetti fissati su due lastre di vetro, ad uno spinterometro provvisto di un dischetto e di una punta metallici. La descrizione precedente si riferisce all'esemplare della prima foto che provoca scintille lunghe al massimo 100-110 mm.

Immagine da uniroma1

Brevi note storiche
Il rocchetto di E. D. Ruhmkorff (1803-1877) ha avuto un diffusissimo impiego dall’anno della sua invenzione (1851) come alimentatore ad alta tensione. Era infatti usato per alimentare: i tubi per la produzione dei raggi X in campo medico, i tubi a scarica o a vuoto nelle ricerche scientifiche, l’oscillatore di Hertz, le bottiglie sintoniche di Lodge, ecc.. Era inoltre l’alimentatore dell’oscillatore di Righi nel primo trasmettitore radio di Marconi.
Secondo F. Cajori esso fu inventato da C. G. Page (1812-1868) nel 1838 negli Stati Uniti. Ma evidentemente l’invenzione nel 1851 non era nota in Europa.
Secondo altri autori già J. Henry nel 1832 si era accorto delle scintille provocate dal cessare rapido dele corrente in una spira specie se avvolta su un nucleo di ferro. Autori che anticipano la data dei lavori di Page al 1836 e citano sempre nel 1836 N. J. Callan, a cui pare seguiranno altri come Sturgeon che avrebbe usato un primordiale interruttore di Foucault.
Dunque nel 1851 Ruhmkorff, ignaro dei lavori di Page, ma a conoscenza degli esperimenti di Masson e Breguet, costruì il suo primo rocchetto.
Pare che in seguito Fizeau gli consigliò di porre in parallelo all'interruttore del Neef un condensatore per smorzare le scintille tra la lamina e il contatto a vite. Soluzione che si adotta ancor oggi per migliorarne il funzionamento.
Anche l'interruttore a martello fu sostituito, in molti esemplari di rocchetti, da quello elettrolitico di Wenhelt che si basava su precedenti studi di illustri chimici.
Poi vennero gli interruttori a turbina, i Ruhmer, i rotativi, i Simon, Margot ecc. ecc. .

Funzionamento dell'interruttore di Neef e produzione di alta tensione all'uscita del rocchetto
Ma nei laboratori scolastici il più diffuso resta quello del Neef, magari perfezionato come quello nella foto sotto.


Non appena circola corrente nel primario, il martelletto viene attratto cosicché apre il circuito; la corrente cessa e il martelletto viene richiamato nella sua posizione di riposo dall’asticina elastica di cui è fatto, chiudendo di nuovo il circuito. Questo processo avviene più volte al secondo. Per evitare la scarica di apertura dell’interruttore vi è un condensatore in parallelo ai contatti. Per sommi capi, una rapida variazione della corrente al primario genera un flusso di campo magnetico rapidamente variabile, che si concatena al secondario, generando in questo una forza elettromotrice indotta di notevole intensità. La tensione all’uscita del rocchetto presenta una semionda a bassa tensione e una semionda con un picco di tensione stretto e molto elevato che ne fa la caratteristica principale per i suoi impieghi.


Breve descrizione di altri rocchetti di Ruhmkorff
L’esemplare attualmente più efficiente tra quelli esistenti all'ITT G. e M. Montani, risalente presumibilmente a fine ’800, nel suo impiego più banale, produce allo spinterometro delle scariche elettriche (fulmini in miniatura) che possono raggiungere una lunghezza di 15 cm in aria secca. Si può stimare una differenza di potenziale massima prodotta di circa 150 kV.


Tra gli esemplari esistenti all'ITT G. e M. Montani ne mostriamo altri tre: uno è nella casseta di legno e presenta un interruttore semplicissimo; l'esemplare nero è quello più usato in laboratorio e quello azzurro è a flusso variabile ed è utile per la spiegazione didattica delle sue parti.


Qui di seguito il video illustra il montaggio e l'accensione del rocchetto, mediante un Alimentatore a bassa tensione.


Esperienze

Esperienze possibili Descrizione
Creazione onde EM Esperienza che prevede l'utilizzo del rocchetto di Ruhmkorff.
Elettrizzazione conduttori Scarica elettrica passante fra i due elementi di ferro situati sopra il rocchetto.
Tubo a croce di Malta Esperienze con i tubi di Crookes.
Scarica a gas a pressioni diverse Esperienza con i tubi a scarica.

Sitografia

Link Descrizione
Teslalab Descrizione e funzionamento del rocchetto di Ruhmkorff.
Quellidellaradio Realizzazione del rocchetto di Ruhmkorff.
uniroma1Immagine di Rocchetto di Ruhmkorff
fisica/strumenti/rocchetto_di_ruhmkorff.txt · Ultima modifica: 2023/10/09 16:51 da fabio.panfili