di Alfonso D’Ambrosio

Alcune premesse teoriche

Un accendigas (da cucina) è un dispositivo che basato su un fenomeno fisico chiamato effetto piezoelettrico.

Il fenomeno dell’effetto piezoelettrico può essere spiegato brevemente come segue: quando viene applicata pressione su un asse di un cristallo (asse meccanico), si crea una differenza di potenziale attraverso l’asse trasversale (asse elettrico) del cristallo.La differenza di potenziale può arrivare anche a 1000 Volt , tale da creare una scintilla. La Tormalina e il Quarzo sono alcuni cristalli piezoelettrici noti.

Una lampada al neon  è una lampada a scarica di gas . La lampada è tipicamente composta da una piccola capsula di vetro che contiene una miscela di neo e altri gas a bassa pressione e due elettrodi (anodo e catodo). Quando viene applicata una tensione sufficiente (l’innesco avviene sui 150 Volt minimo) e viene fornita una corrente sufficiente tra gli elettrodi, la lampada produce una scarica visibile .

Un campo elettrico variabile nel tempo genera un campo magnetico variabile e viceversa. Così l‘ induzione elettromagnetica o magnetica è la produzione di una forza elettrica attraverso un conduttore elettrico in un campo magnetico variabile.

Se costruiamo un circuito elettrico con ai capi una batteria con tensione variabile e affianchiamo  un secondo circuito chiuso, allora si ha un campo elettrico solo se la tensione è variabile (in basso circuito a sinistra).

 

Il campo elettromagnetico così creato si “propaga” sotto forma di onde elettromagnetiche tra i due circuiti (sullo stesso principio si basa il trasformatore).

 

Alla luce di queste premesse teoriche, nel video vi mostro 3 esperimenti.

 

Primo esperimento

Strofiniamo un palloncino sulla lana, questi si elettrizzerà per strofinio.  Il palloncino ha accumulato elettricità elettrostatica (provate a fare lo stesso esperimento in una giornata umidità e vedrete che non funziona …). Se lo poniamo a contatto con una lampada al neon, la scarica elettrostatica (di qualche migliaia di volt) farà accendere, se siamo al buio, la lampada al neon.

Secondo esperimento

Colleghiamo due morsetti al nostro accendigas (anodo e catodo) e le estremità alla lampada al neon. L’alta tensione del materiale piezoelettrico accenderà anche in questo caso la lampada al neon.

Il voltaggio ai capi dell’accendigas varia dai 1000 ai 3000 volt , in base al tipo di modello. Tale tensione NON è assolutamente pericolosa. Ricorso che la tensione è paragonabile all’altezza di una cascata, la corrente alla quantità di acqua. Una cascata con poca acqua ma molto alta non farà danni, ma una cascata con molta acqua e poco alta sì! La scossa avvertita è minore , come effetto, di quella presa in una giornata uggiosa, quando si scende dall’auto!

I morsetti vanno collegati nelle posizioni indicate in figura :

Terzo esperimento.

Procuriamoci due lunghi fili di rame ed avvolgiamoli fino a creare una bobina.

Colleghiamo la prima bombina su un led e la seconda bobina ai morsetti su cui è collegato l’accendigas. Se premiamo sul piezoelettrico, l’elevata tensione variabile, indurrà un campo elettromagnetico nel circuito su cui è attaccato il led. La tensione (e la corrente) sono tali da accendere per piccoli intervalli di tempo il nostro led.

Buona visione!!

alfonsodambrosio@yahoo.it

Si ringrazia mio cognato Ciro Fusco, fisico e docente di Matematica e Fisica, per la realizzazione dell’apparato sperimentale e l’ideazione didtatica.

 

Precisazioni.

SU segnalazioni del collega ed ingegnere prof. Umberto talamo, preciso che la lampada utilizzata in questo esperimento è a fluorescenza. Cambia il meccanismo fisico e la tensione di innesto ed è una cosa da tener presente.

Questa lampada, ideata da Nikola Tesla nel 1890, è chiamata nel linguaggio comune anche lampada o tubo al neon, in realtà contiene un gas nobile (non necessariamente neon), vapori di mercurio[1][2] e un materiale fluorescente.

È costituita da un tubo di vetro lineare e circolare o variamente sagomato (si distinguono le lampade CFL, Compact Fluorescent Lamp, che hanno il tubo di forma tale da avere poco ingombro, solitamente integrano l’elettronica di alimentazione e sono fornite di attacco E27). Si producono così: nel tubo, la cui superficie interna è rivestita di materiale fluorescente dall’aspetto di polvere bianca, viene praticato il vuoto, poi viene introdotto un gas nobile (argonxenoneonkripton) a bassa pressione e una piccola quantità di mercurio, che in parte evapora mescolandosi al gas.
A ognuna delle due estremità del tubo è presente un elettrodo. Il passaggio della corrente sollecita i gas a emettere radiazione nell’ultravioletto. Il materiale fluorescente, investito da tali radiazioni, emette a sua volta radiazione visibile, cioè luce. La radiazione visibile, avendo lunghezza d’onda maggiore di quella ultravioletta, trasporta solo una parte dell’energia cedutale dall’onda ultravioletta: l’energia restante è trasformata in calore, che va a riscaldare il tubo. Una differente composizione del materiale fluorescente permette di produrre una luce più calda, luce più fredda.

Link utili

https://it.wikipedia.org/wiki/Lampada_fluorescente

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