Nikola Tesla è stato un fisico, inventore eingegnere serbo naturalizzato statunitense.I suoi brevetti e il suo lavoro formano labase del moderno sistema elettrico e deimotori in corrente alternata (CA), con iquali ha contribuito alla nascita della se-conda rivoluzione industriale. I suoi ammi-ratori arrivano al punto da definirlo“l’uomo che!inventò il Ventesimo secolo”.Tesla usò le bobine per condurre innovativiesperimenti sulla luce elettrica, fenomeni dicorrente alternata ad alta frequenza e trasmis-sione di segnali e di energia elettrica senza fili.La bobina di Tesla è un dispositivo elettricoche è in grado di creare vere e proprie sca-riche elettriche, più o meno intense.Un trasformatore a bobina di Tesla opera inmodo differente rispetto ad un trasforma-tore tradizionale, il suo guadagno di ten-sione può essere molto più grande inquanto è proporzionale a dove L rappre-

senta l’induttanza della bobine. La bobinatrasferisce energia da un circuito che oscilla(primario) all’altro (secondario). Se benprogettata essa può trasferire l’85% del-l’energia immagazzinata in un condensa-tore collegato al primario. Costruzione

Come sorgente di tensione abbiamo utiliz-zato un trasformatore per insegne al neoncon le seguenti caratteristiche: - circuitoprimario: 230 V - circuito secondario: 3500V. Abbiamo realizzato i condensatori peralta tensione utilizzando un contenitore divetro (in particolare una bottiglia) ricopertocon un rivestimentometallico all’esterno (carta sta-gnola) e contenente all’internouna soluzione salina, questidue conduttori costituiscono ledue armature. Un condensatorecosì realizzato si chiama Bottiglia di Leida.Lo spinterometro è un dispositivo che servea chiudere il circuito a tratti, quando la ca-rica accumulata nel condensatore è suffi-ciente a superare la rigidità dielettrica

dell’aria (circa 3000 volt almm) tra i due elettrodiscocca la scintilla. L’inne-sco dell’arco crea il colle-

gamento con il resto del circuito. Per costruire la bobina primaria è bastatodel cavo elettrico di sezione 0,5 cm2 av-volto sulla superficie esterna di un tubo altocirca 8 cm (n. delle spire: 11). La bobinasecondaria invece è stata costituita con delfilo smaltato di sezione 1 mm2 avvolto an-ch’esso su un tubo, un terminale è collegatoal toroide posto in cima alla bobina, l’altroè collegato a terra. Funzionamento:Quando lo spinterometro genera scintille,il condensatore carico si scarica nelle spire

del primario, causando delle oscillazioninel circuito. La corrente primaria oscillantecrea un campo magnetico che si accoppiaalle spire del secondario trasferendoglienergia. A causa dell’alta tensione (circa 20KV) che si forma all’interno del circuitosecondario oscillante, l’aria che circonda iltoroide comincia a subire una rottura die-lettrica formando le scariche.Il campo elettromagnetico della bobina se-condaria a sua volta genera un campo elet-tromagnetico nell’aria; questo può causarela ionizzazione del gas circostante: si puòsperimentare questo fenomeno avvici-nando un tubo fluorescente al toroide, que-sto lo si vedrà accendersi senza alcuncollegamento elettrico. Quando l’atomo digas contenuto nel tubo viene “eccitato” daun’alta frequenza uno o più elettroni pas-sano su orbite più esterne dotate di livelloenergetico superiore dell’atomo.A questo punto gli elettroni instabili ten-dono a tornare nelle loro orbite originali li-berando la stessa quantità di energia cheavevano assor-bito in prece-denza sottoforma di luce.

POSTAZIONE 5BOBINA DI TESLA

Rappresentazione tecnica deglischemi di circuiti elettrici concomponenti a parametriconcentrati.Per studiare un circuito elettricoreale, come per esempio unabatteria collegata ad unalampadina, posso trasformare larealtà in una rappresentazionesimbolica del circuito.

IL SEGNO

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Nikola Tesla(1856 - 1943)

Circuito Bobina di Tesla

Spinterometro

Bottiglia diLeida

Il telefono è un dispositivo che permette ditrasmettere a distanza i suoni, in particolarela voce. Le comunicazioni telefoniche clas-siche si servono di cavi di rame su cui viaggiala voce, trasformata in un segnale elettrico.Il telefono è la più importante tecnologia dicomunicazione introdotta negli ultimi duesecoli, consentendo di conversare con per-sone dall’altra parte della Terra come fac-ciamo con il nostro vicino di casa. L’invenzione del telefono è stata al centrodi una lunga controversia. Nel 1834Meucci iniziò a lavorare al progetto a Fi-renze, per perfezionarlo a Cuba, dove ar-rivò come rifugiato politico. Nel 1876, unex dipendente della Western Union, Ale-xander Graham Bell, che aveva esaminatoi dispositivi di Meucci, brevettò il telefono!Solamente nel 2002 il Congresso degliStati Uniti ha riconosciuto ufficialmente,anche se molto in ritardo, che è Meuccil’inventore del telefono.

FunzionamentoIn un apparecchio telefonico un!microfono,trasforma le oscillazioni meccaniche pro-

dotte dal suono in variazioni di correnteelettrica. La corrente elettrica così mo-dulata viene trasmessa a grandi di-

stanze lungo cavi e all’altroestremo viene trasformata

nuovamente in suono,emesso poi da unpiccolo altopar-

lante.Oltre alle linee di comunicazione, un si-stema telefonico richiede anche un sistemadi commutazione che permetta a chichiama di raggiungere l’utente con cui de-sidera parlare. Inizialmente la commuta-zione era effettuata manualmente. Tutte lelinee telefoniche di una certa area geogra-fica convergevano verso una stessa centra-lina dove alcuni operatori ascoltavano larichiesta del chiamante e lo mettevano incomunicazione con la persona cercata.

In seguito è stata sviluppata la commuta-zione automatica: a ogni utente viene asse-gnato un numero, e l’apparecchio telefonicoviene dotato di un dispositivo per comporlo.Dei dispositivi posti lungo le linee, fannoarrivare la chiamata a destinazione in modoautomatico. Oggi questi sistemi sono ingran parte digitali e computerizzati.Circuito di comunicazione!“Telefono”Su due pannelli di legno è stato realizzato uncircuito che permette di comunicare attra-verso un microfono ed un ricevitore; è anchepresente un pulsante per azionare la suoneriaper chiamare il secondo apparecchio.Circuito voce. L’utente, alzando la cornettachiude i contatti. Quando si parla nel microfonosi crea un segnale nel circuito chiuso (rosso neldisegno) che, grazie al trasformatore (giallo), sitrasmette nel circuito dei ricevitori (arancione)e può essere ascoltato dall’altro capo.

Circuito suoneria: evidenziato nella se-conda figura. Premendo il tasto sul propriopannello si chiude il circuito della suoneria(verde) che suona sull’altro pannello.Quando si alza la cornetta si apre il contattoche disabilita la propria suoneria.

POSTAZIONE 5IL TELEFONO. LA VOCECHE ARRIVA OVUNQUE

I simboli elettrici sono fondamentaliper la progettazione e larealizzazione degli impianti elettrici.

Grazie agli schemi il progettista puòdecidere quale forma dareall’impianto, quanti interruttoriutilizzare, quali protezioni sononecessarie. L’installatore inveceseguendo lo schema realizzal’impianto secondo il progetto.

IL SEGNO

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Antonio Meucci (Firenze 1808, New York 1889)