Mio nipote (V°liceo scientifico) sta sudiando l'elettromagnetismo e vuole costruire una calamite mediante un solenoide percorso da corrente continua; avendo a disposizione solamente una batteria da 4,5 V e del filo di rame ricoperto da guaina isolante, come posso costruire questa calamita?
Ciao e grazie mille!
Pippo ha scritto:
Una _elettrocalamita_... Avvolgi (intendi: fai avvolgere da tuo nipote) il solenoide su un nucleo di materiale ferromagnetico, ad es. di ferro dolce (potrebbe andar bene una grossa vite), il filo di rame ricoperto da guaina non e' ideale a causa dell'eccessivo spessore e sarebbe meglio utilizzare dell'apposito filo di rame isolato con uno strato leggero di vernice utilizzato per realizzare avvolgimenti di bobine o trasformatori, anche se fosse di recupero. Se la corrente che attraversa il solenoide risultasse troppo intensa (filo troppo corto e/o spesso) la pila potrebbe durare ben poco.
Ciao
Nel suo scritto precedente, Giorgio Bibbiani ha sostenuto :
Ti ringrazio, ....qualche ulteriore chiarimento:
1) Se il solenoide non e' avvolto su un nucleo di materiale ferromagnetico, cioe', non e' avvolto su nulla, all'interno del solenoide vi e' solo aria, quali differenze ci saranno rispetto alla presenza del nucleo di materiale ferromagnetico? 2) Perche' il filo di rame ricoperto da guaina non e' ideale a causa dell'eccessivo spessore?Ciao e grazie mille!
Pippo ha scritto:
Che il campo magnetico generato sara' centinaia di volte piu' debole rispetto al caso in cui sia presente un nucleo formato da un materiale con elevata permeabilita' magnetica.
Perche' allora si riesce a sovrapporre solo poche spire, dato che e' piu' rigido e voluminoso, questo non significa comunque che l'elettromagnete non possa "funzionare" se realizzato con il filo piu' spesso.
Ciao
Giorgio Bibbiani ha scritto:
E qui sarebbe bello riuscire a quantificare (almeno a spanne), tot spire, tot lunghezza, tot cm2 di nucleo, tot mm di traferro, tot ampere = grammi di forza[1] ?
Claudio_F
[1] mi si passi la forza in grammi su [2] ...che a quella lezione mi avevano buttato fuori dall'aula per colpa di un somaro...Pippo ha scritto:
Gli elettromagneti che ho visto erano tutti formati da migliaia di spire di filo sottile. Con poche spire di filo grosso non e' che non si fa nulla (alcuni motori per modellismo hanno avvolgimenti di 2 [DUE!] spire di filo molto grosso), ma in proporzione bisogna salire con la corrente a diverse decine di ampere, una condizione impossibile per una piccola batteria.... a meno che appunto non sia una specifica per modellismo (da cui oggi si tirano fuori anche piu' 100A continui per alcuni minuti).
Claudio_F
Sembra che Claudio_F abbia detto :
Con una batteria da 4,5V, del filo sottile e una vite su cui avvolgere il filo, quante spire mi occorrono per avere un campo apprezzabile?
Ciao e grazie mille!
Il 25/09/2011 15:10, Pippo ha scritto:
Attenzione ad un particolare sul quale molti niubbi inciampano: le singole spire non vanno avvolte a casaccio ma perfettamente parallele tra loro, e tutte avvolte nella stessa direzione (oraria o antioraria che sia).
Un modo di procedere e' quello di avvolgere ogni spira una affianco all' altra senza vuoti e tenendo ben teso il filo.
Se necessari piu' strati, devi fermare lo strato con un po' di nastro di carta, tirare un pezzo di filo dalla fine dello strato precedente, in modo normale alle spire fino all' inizio dello strato precedente e avvolgere altre spire.
P.S. Mi piacerebbe tanto sapere come ha fatto questo tuo nipote ha scovare una batteria da 4,5V.
P.P.S. Procuragli una batteria a elettrolita solido (PB-gel o simili) da
6 o 12V, ovvero un alimentatore rigorosamente controllato in corrente, e magari un tester digitale, che si divertira' di piu'.Sembra che Englishman abbia detto :
Hai ragione, in realta' sono tre batterie da 1,5 V(uscita 4,5V) inserite su una vecchia base(su cui vi sono vari componenti elettronici) per sperimentazioni.
...sarebbe interessante sapere, con la predetta alimentazione, del filo sottile e una vite su cui avvolgere il filo, quante spire occorrono per avere un campo apprezzabile...
Ciao e grazie mille!
Il 25/09/2011 19:28, Pippo ha scritto:
Apparte che tuo nipote dovrebbe saperlo (o lo sapra' quando seguira Fisica II), c'e' una bella paginetta di Wiskeypedia (
Mancano la definizione u che dipende dal tipo di ferro, il numero totale delle spire e la corrente che le attraversa e la sezione.
Una volta definiti questi parametri il calcolo e' quello indicato.
Pippo ha scritto:
Eh, tu vuoi che ti diciamo quante devono essere le spire, ma non ci dici qual e' lo spessore del filo...;-) Diciamo che con qualche decina di spire per centimetro di lunghezza del solenoide a spanne dovresti gia' ottenere effetti osservabili.
Ciao
Englishman ha scritto:
Che debbano essere avvolte tutte nello stesso verso e' certo, ma perche' non potrebbero essere avvolte a casaccio, purche' sempre ovviamente intorno al nucleo? La differenza mi sembra che consisterebbe nel maggiore spreco di filo, oltre che nell'aumentata resistenza elettrica, ti riferivi a cio'?
Ciao
Il 25/09/2011 19:47, Giorgio Bibbiani ha scritto:
Pensavo alla cancellazione delle componenti non parallele dei singoli flussi delle spire (a causa del "gomitolo" di spire).
Ovviamente c'e' anche questo.
Piu' che puoi :-) Poi ti regoli se metterne di piu' o di meno.
mandi
Perche dovrei andare a capo? non potrei semplicemente continuare ad avvolgere spire dirigendomi verso la partenza dell'avvolgimento? Cosa cambia?
mandi
Englishman ha scritto:
Mi sembra che questa "cancellazione" non dovrebbe esserci, almeno in media, dato che H soddisfa all'equazione di Maxwell: Integrale su linea chiusa di H = corrente concatenata, e nel caso in questione la corrente concatenata non cambia sia che le spire siano parallele che non, mantenendo invariati gli altri fattori.
Ciao
zio bapu ha scritto:
Direi niente, dato che il verso di "rotazione" della corrente intorno al nucleo del solenoide rimane invariato.
Ciao
Giorgio Bibbiani ha scritto:
Pero' l'intero solenoide, visto come singolo segmento di conduttore, non dovrebbe in un caso generare anche un campo_come_si_chiama (radiale?) e nell'altro no?
Claudio_F
Il 25/09/2011 21:20, Giorgio Bibbiani ha scritto:
Ottimo, ho fatto la mia giornaliera figura da cioccolataio :-)))
Eppure ero abbastanza sicuro, bah.
Englishman ha scritto:
Non ti preoccupare, io di cavolate ne ho scritte a bizzeffe sui ng, e non poche in particolare su questo, visto che spesso intervengo anche riguardo ad argomenti che conosco poco; l'importante e' riuscire a capire alla fine come stanno le cose. :-)
Se il campo e' quello generato da un solenoide con nucleo vuoto, e se si desidera che il campo all'interno del solenoide sia il piu' uniforme possibile, allora come dicevi e' chiaro che sara' condizione necessaria che le spire siano avvolte nel modo piu' regolare possibile, cio' potrebbe essere richiesto ad es. nella realizzazione di magneti da laboratorio o di magneti per NMR. Se invece si vuole solo realizzare un'umile elettrocalamita, dato che come scrivevo la circuitazione di H e' fissata e dato che il nucleo di materiale ferromagnetico concentra al suo interno le linee di campo di B, penserei che in prima approssimazione contino solo il numero di spire e la corrente che le attraversa, ai fini del calcolo del campo B generato nel nucleo
Ciao
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