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Elettromagnetismo:

Apparecchio di Tesla

Dimensioni: cm3 (21 x 27 x 40)

Materiali: legno, acciaio, rame

Altri dati: 2 sostegni con anello di rame cm 16 e aste alte cm 40

vedi anche scheda 630

DESCRIZIONE:

Questo dispositivo serve per produrre alte tensioni in alta frequenza. E’ noto che alle frequenze elevate le perdite dovute alle correnti di Foucault ed all’isteresi magnetica non consentono più di usare il ferro nei trasformatori. Una soluzione è data dal trasformatore di Tesla, che è formato da due solenoidi coassiali accoppiati per mutua induzione e funziona come survoltore.

Il primario, costituito di 10 spire di filo rigido sorrette da 4 colonnine isolanti, forma un circuito oscillante con il condensatore. Il tutto è alimentato da un interruttore elettromagnetico che funziona a circa 25 V.

Il secondario è un avvolgimento di 38000 spire su tubo di cartone bachelizzato. I suoi estremi sono collegati l’uno al gambo che va innestato nella corrispondente boccola della base, per sorreggere la bobina in posizione verticale al centro del primario, l’altro alla sferetta superiore alla quale verranno allacciati gli utilizzatori.

E’ possibile eseguire esperienze sul carattere oscillatorio della scarica, sull’impedenza dei conduttori in alta frequenza, sull’effetto pellicolare, sulla scarica nell’aria e nei gas rarefatti, sui campi elettromagnetici in alta frequenza.

Dal Catalogo della ditta:
5561. ISTRUMENTARIO COMPLETO PER LE ESPERIENZE DI TESLA SULL'ALTA FREQUENZA (2895/n)
Si sono riuniti in un solo gruppo, per le interessanti e meravigliose esperienze di Tesla sull'alta frequenza, i seguenti apparecchi :
1. Una batteria di due condensatori in parallelo con spinterometro a punte di zinco. Per maggior sicurezza si è aggiunto un secondo condensatore. Lo spinterometro è protetto da un tamburo girevole di ebanite, con apertura laterale. per la regolazione. Tutte le connessioni sono di grosso filo coperto e gommato e sono montate su colonnine di ebanite. La base a sua volta è montata su isolatori di porcellana.
2. Il trasformatore, con primario costituito da poche spire (10: 11) di grosso filo gommato, avvolte su di un rocchetto isolante. Il secondario è rappresentato da due bobine scambiabili, con avvolgimenti differenti, fatti su nuclei tubolari di carta, incollata esclusivamente con gomma lacca, e con testate di legno duro, una delle quali porta un serrafilo e l'altra un cono metallico adatto al raccordo fissato sulla base del gruppo trasformatore. In analoghi apparecchi di altre Case gli avvolgimenti sono fatti su tubi di vetro e non gommati, cosicché al primo urto il rocchetto è perduto. Anche in questo gruppo le connessioni sono sostenute da colonnine di ebanite, e la base è isolata su porcellana.
3. Una staffa di filo rame di mm. 4, con lampada ad incandescenza in parallelo, da montare in serie sullo spinterometro dell'apparecchio n. 1.
4. Un portalampade chiuso su due spire di filo di rame isolate e con impugnatura di ebanite.
5. Un portalampade speciale a tre molle, da avvitarsi, in luogo della pallina a vite, sul serrafilo dei rocchetti secondari del trasformatore.
6. Due sostegni isolanti con morsetti e sfere ad asta scorrevole con impugnatura di ebanite, costituenti un altro spinterometro, con supporti a foro conico per gli accessori che seguono.
7. Due aste di rame con raccordo conico per i sostegni del n. 6.
8. Due anelli di rame, che innestati sui sostegni risultano concentrici.

9. Due reti quadrate di ottone da applicarsi agli stessi sostegni.
10. Conduttori di rame gommati, ed una lampada ad incandescenza.
L'apparecchio funziona bene eccitando i condensatori con un rocchetto di induzione di 4-10 centimetri di scintilla, possibilmente con interruttore elettrolitico. I poli del secondario si uniscono ai morsetti corrispondenti alle due armature del gruppo dei condensatori, che si scaricheranno attraverso lo spinterometro a punte di zinco. Per ogni esperienza lo spinterometro deve essere regolato in modo da dare il massimo effetto, che non si ottiene mantenendo costante la distanza tra le due punte di zinco.
Prima esperienza. La scarica oscillatoria non segue la via di minore resistenza. Sui morsetti del primo apparecchio, con lo spinterometro a punte di zinco si monta la staffa n. 3. Lo spinterometro deve essere regolato a circa 2 centimetri di scintilla. Posando i due fili della lampadina sugli appoggi sporgenti dalla staffa, si vede che, nonostante il corto circuito della staffa di rame, la lampadina si illumina. Si abbia cura di regolare lentamente lo spinterometro per non bruciare la lampadina.
Seconda esperienza. La scarica è veramente oscillatoria. Si unisce all'apparecchio n. 1 il trasformatore n. 2 col solo rocchetto grande, quello cioè a poche spire. Durante la scarica si avvicina gradatamente al rocchetto il circuito a due spire (n. 4) con la lampadina, tenendolo parallelo alle spire del rocchetto. A distanza di 15-20 centimetri già si vede l'effetto dell'induzione, perché il filamento della lampada si arroventa e si illumina sempre più col diminuire della distanza.
Inclinando il telaio n. 4 fino a portarlo normale al piano del rocchetto, l'effetto induttivo gradatamente si annulla.
Terza esperienza. Scarica ad alta frequenza in gas rarefatti. Ancora con i due gruppi n. 1 e n. 2, adoperando per secondario del trasformatore il rocchetto a filo più fino e avvitando sul serrafilo e in luogo della pallina il portalampade speciale a tre molle, di cui al n. 5.
Regolato lo spinterometro a circa 4 millimetri, si adatta al portalampade una lampada comune usata o con filamento rotto, di tensione o potenza qualsiasi e meglio se a filamento di carbone. In relazione al grado di rarefazione e alla natura del filamento e dei gas presenti nell'ampolla, si hanno brillanti effetti luminosi in tutta la massa. Il filamento si mette in vibrazione e si disgrega con bellissimo effetto di stelline incandescenti. Ripetendo l'esperienza con diverse lampadine, si osservano tutti i fenomeni presentati dai tubi di Geissler, e qualche volta si hanno i raggi catodici come nei tubi di Crookes.
Il secondo filo del rocchetto può essere a terra o anche libero. Accostando la mano al vetro si ha una lunga scarica innocua che perfora il vetro. Da quel momento l'aria entra lentamente nella lampada e la luminosità della massa presenta tutte le variazioni e aspetti caratteristici corrispondenti ai diversi gradi di rarefazione.
Alcune lampade, per la opportuna qualità del vetro, presentano anche un fenomeno di condensazione. Dopo aver provocata per qualche tempo la luminosità della massa, si sospende la scarica e subito si avvolge il globo con una mano e si tocca la ghiera con l'altra. La lampada si comporta come una bottiglia di Leyda carica, ed ogni scarica è accompagnata da nuova luminosità nell'interno, sempre però con intensità decrescente.
Quarta esperienza. Scarica ad alta frequenza nell'aria. Si uniscono i due capi del secondario ai due sostegni isolanti del n. 6, ai quali si applicano prima le aste parallele del n. 7 e poi i due anelli del n. 8. Tra le aste si vedrà un effluvio luminoso con forte produzione di ozono. Così tra i due anelli posti nello stesso piano o in piani diversi ma sempre paralleli, l'effluvio assume la forma di corona circolare o di superficie tronco-conica. Nell'oscurità è bello osservare i conduttori che, per quanto rivestiti di gomma, assumono l'aspetto di bruchi luminosi.
Quinta esperienza. Campo elettrostatico rapidamente variabile. Si montano sui due sostegni isolanti le due reti di ottone del n. 9 e si dispongono parallelamente alla distanza di 60 centimetri. Portando a mano nello spazio compreso tra le reti un gruppo di tubi Geissler, anche contenuti in numero in una scatola, tutti si illuminano. Si raccomanda di non avvicinare troppo i tubi alla rete, perché una scarica sul vetro li rende subito inservibili.
In tutte queste esperienze si farà rilevare che il corpo umano può sopportare scariche a tensione elevatissima, senza risentirne alcun danno.