Tesina sulla storia dell'elettricità

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Storia e caratteristiche dell'elettricità, le scoperte e le invenzioni più importanti al riguardo, come per esempio quelle di Alessandro Volta, la pila e l'elettroforo (9 pagine formato doc)

ELETTRICITA' STORIA

Relazione di laboratorio sull’elettricità. I primi fenomeni elettrici furono scoperti in Grecia circa nel V sec a.C.

dove era noto che l’ambra se sottoposta a strofinio poteva attrarre corpi piccoli e leggeri come pagliuzze, pezzettini di stoffa, di legno ecc.; il nome greco dell’ambra era electron ed è appunto da questo che tali fenomeni hanno preso il nome di fenomeni elettrici. Nel 1600 d.C.
William S. Gilbert dopo essersi interessato del magnetismo, si occupa delle proprietà dell’ambra che riscontra anche in altre sostanze come il vetro, lo zolfo, la cera di Spagna, l’allume ecc...; raccolse tutte le informazioni che si avevano su questi fenomeni in un libro che pubblicò per sollecitare gli scienziati suoi contemporanei a studiarli più a fondo. Successivamente, verso il 1670 Otto von Guericke, celebre per aver inventato la macchina pneumatica e avere realizzato con questa la celebre esperienza degli emisferi di Magdeburgo, realizza anche la prima macchina elettrostatica per produrre l’elettricità. Descrive questa macchina negli Experimenta nova (ut vocantur) Magdeburgica (Amsterdam 1672).
La macchina impiegava una sfera di zolfo che era fatta girare con una manovella; la sfera veniva sfregata con un panno tenuto con le mani e così si caricava di elettricità. Guericke per primo osserva il fenomeno luminoso che accompagna lo sfregamento del globo e che un corpo leggero, attirato dal globo elettrizzato, appena lo tocca viene subito respinto. Nel 1709 il fisico inglese Hawksbee, curatore degli esperimenti della Royal Society Londinese, costruisce una macchina più potente con due cilindri coassiali di vetro dei quali quello più interno è evacuato dall’aria.

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STORIA DELL'ELETTRICITA' BREVE

Il fisico inglese realizza anche una seconda macchina costituita da una sfera di vetro che viene frizionata con le mani.
In tutti gli esperimenti l’elettricità viene prodotta preferibilmente con tubi di vetro elettrizzati per sfregamento con panni, in genere di lana, sebbene già esistessero le macchine elettrostatiche con globi zolfo di Guericke e quelle con globi di vetro di Hawksbee.
Christan August Haüsen di Lipsia è stato il primo scienziato che ha avuto l’idea di sostituire i tubi di vetro con un globo dello stesso materiale, elettrizzato dallo sfregamento delle mani e messo in rotazione con una ruota, secondo quanto aveva suggerito uno dei suoi allievi di nome Litzendorf. L’elettricità veniva raccolta da un ragazzino, sospeso al soffitto in posizione orizzontale mediante corde di seta isolanti. La macchina è descritta nell’opera Novi perfectus in historia electricitatis (Lipsiae 1743).
La presenza del corpo umano con le funzioni di serbatoio di cariche è un elemento comune a molte macchine elettrostatiche dell’epoca.
Mathias Boze, verso il 1733. La macchina che propone è costituita da un globo di vetro cavo all’interno messo in rotazione da una manovella. Il globo è sfregato dalla mano dell’operatore per elettrizzarlo. L’elettricità prodotta è raccolta da un conduttore metallico la cui capacità serve da serbatoio delle cariche.

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LA STORIA DELL'ENERGIA

La macchina di Boze fu imitata da molti scienziati. Johann Heinrich Winkler (1703 – 1770), professore di lingua greca e latina all’università di Lipsia, nella sua macchina elettrostatica, seguendo le indicazioni di un tornitore di Lipsia, di nome Giessing, fa girare il globo di vetro per mezzo di un pedale come quello adoperato dai tornitori di legno. La velocità di rotazione del globo era di circa 180 giri al minuto. Tuttavia la modifica più importante apportata da Winkler è quella dell’introduzione di due cuscinetti di lana premuti sul globo o sul cilindro mediante in quali il globo (o il cilindro) viene sfregato. L’introduzione del cuscinetto fisso al posto della mano dell’operatore non fu accettata da tutti; in particolare in Francia si credeva che l’elettricità così prodotta fosse più lenta e si continuò a preferire la mano ben asciutta. Su questa posizione era sostanzialmente l’abate Nollet, professore di fisica al collegio di Navarre.
Andreas Gordon (1712-1751), monaco benedettino scozzese e professore di filosofia all’università di Erfur,t sostituì il globo di vetro con un cilindro dello stesso materiale; il cilindro, che aveva un diametro di 4 pollici e una lunghezza di 8 pollici, veniva fatto girare con un archetto come nella macchina di Winkler. La macchina di Gordon, che ebbe larga diffusione in Inghilterra, produceva effetti molto intensi e poteva essere frizionata anche con un cuscinetto. Ben presto i costruttori inglesi apportarono talune modifiche alla macchina di Winkler.
Verso il 1750 Adams sostituisce l’archetto per la rotazione del cilindro con una ruota dentata che ingranava con uno stantuffo fisso sull’albero del cilindro stesso; un corpo metallico cilindrico, sospeso da cinghie isolanti al supporto della macchina, immagazzinava le cariche elettriche che raccoglieva mediante due strisce di metallo.
Le macchine con il globo di vetro o con il cilindro furono ben presto abbandonate in quanto presentavano il difetto di scoppiare facilmente tra le mani dell’operatore.
Un’altra macchina che impiegava un cilindro di vetro è quella progettata nel 1782 dal fisico inglese Nairne su imitazione dell’apparecchio impiegato a Londra da Tiberio Cavallo.

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ELETTROFORO DI VOLTA

La macchina di Nairne fornisce elettricità dei due segni secondo che si fa comunicare al suolo uno dei due conduttori cilindrici posti a lato del cilindro e che raccolgono le cariche da questo per mezzo di punte.
Nel 1784 viene impiegato per la prima volta un disco di vetro al posto del cilindro da Martinus van Marum, fisico e chimico olandese, scopritore dell’ozono che produsse mediante scariche elettriche in aria; le scariche elettriche ovviamente erano prodotte dalla sua macchina.
La macchina aveva due archi di sottile tubo di ottone, il primo recava in cima due cuscinetti che frizionavano sul disco; l’altro raccoglieva le cariche ed era collegato ad una sfera di metallo. Ruotando tra loro i due archi si ottenevano cariche di segno opposto.
Nel 1766 anche Jesse Ramsden, rinomato costruttore inglese di strumenti ottici di grande pregio, realizza una macchina elettrostatica che impiega al posto del cilindro di vetro un disco dello stesso metallo che fa frizionare da 4 cuscinetti imbottiti che aderivano al disco con molle.
Ricordiamo che le macchine elettrostatiche di Ramsden ebbero grande diffusione anche nel nostro paese; anche Alessandro Volta per le sue esperienze di elettrostatica ne adoperava una. Lo scienziato comasco tuttavia aveva ideato una macchina elettrostatica di uso molto semplice; la macchina è conosciuta con il nome di elettroforo di Alessandro Volta.