Categoria: elettrotecnica

  Galvanometro Deprez d`Arsonval a indice.
Nell`inventario del 1906 si trova un galvanometro a indice con la scritta: “costruito nell`officina addetta al Gabinetto”. Se l`estensore dell`inventario si riferiva a questo esemplare, si deve riconoscere ai costruttori una notevole perizia per la sua pregevole realizzazione.
A pagina 272 di un libro del 1884: “Traité pratique d`électricité” del Gariel, un disegno accurato mostra un galvanometro molto simile nei particolari costruttivi a questo: ciò ha permesso all`ing. Claudio Profumieri un lieve ma significativo restauro dello strumento, che lo ha reso funzionante.
Nella seconda foto si vede lo strumento prima del restauro.
Protetto da una cupola di vetro il galvanometro è formato da una leggera bobina mobile rettangolare avvolta su un nucleo cilindrico di ferro dolce posto fra i poli di una potente calamita a ferro di cavallo. Tutto ciò fa sì che nel traferro la corrente circolante nella bobina crei un campo magnetico radiale.
I due capi della bobina sono collegati a due fili di bronzo fosforoso che la tengono sospesa. Uno dall’alto fino alla bobina e l’altro, allineato al primo, dalla bobina alla base. I fili a loro volta sono collegati ai morsetti.
La terza foto (scattata prima del restauro) mostra l`indice che si muove sopra una scala graduata semicircolare di ottone; sotto il cilindro ferromagnetico si vede il dispositivo per tendere i fili di sospensione.
La sua regolazione si fa con la vite posta tra i due morsetti di contatto.
Riguardo al suo funzionamento, la corrente continua da misurare percorre la bobina rettangolare immersa nel campo del magnete permanente.  La corrente crea un campo magnetico radiale che interagisce con quello del magnete; ciascun lato della bobina è soggetto ad una forza elettromagnetica, sorge dunque una coppia che tende a far ruotare la bobina stessa. Tale coppia è contrastata dalla coppia antagonista dei fili di sospensione. Dopo qualche oscillazione si raggiunge l`equilibrio e l`indice segna l`entità della torsione.
Lo strumento va opportunamente tarato.
Se esso viene sottoposto ad una corrente alternata di pochi Hertz si nota che l`equipaggio segue con inerzia eccessiva l`andamento della corrente che si inverte.
 Per le notizie di carattere storico e per la bibliografia vedere la scheda relativa al Galvanometro di Deprez-d`Arsonval Physikalische Werkstätten Aktingellschaft-Gottinghen.
La figura 275 è tratta da C. M. Gariel, Traité pratique d’électricité, tome I, O. Doin, Paris, 1884. Gariel scrive a pag. 271: “M. M. Marcel Deprez et d’Arsonval ont construit un appareil dans lequel c’est au contraire l’aimant qui est fixe et la circuit se déplace”.
La figura 275 del galvanometro a specchio è tratta da: L. Segalin, Fisica sperimentale,Vol. II, G. B. Paravia & C. Torino 1933.

La figura  1-511 è tratta da: L. Olivieri e E. Ravelli, Elettrotecnica-Misure Elettriche, Vol. III , CEDAM, Padova 1962, pag. 82.

La figura 2374 è a pag. 633 del catalogo Physikalische Apparate Max Kohl Chemnitz i. Sachsen. Preisliste Nr. 21 (post 1905)
Rinvenibile all’indirizzo :
https://ia803400.us.archive.org/12/items/physikalischeapp00kohlrich/physikalischeapp00kohlrich.pdf
Lo strumento è esposto al Museo MITI su proposta di Fabio Panfili.
 Foto di Daniele Maiani e  di Claudio Profumieri, elaborazioni e testo di Fabio Panfili.
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  Galvanometro Deprez d’Arsonval a specchio della ditta Physikalische Werkstätten Aktingellschaft-Gottinghen N° 718.
  Non rintracciabile negli inventari; da un esame dei particolari costruttivi, confrontati con disegni d’epoca di strumenti simili, si stima di fine Ottocento.
Lo stato di conservazione ha richiesto un delicato restauro del contatto sulla parte superiore della bobina e la ricostruzione della guida del perno inferiore, che era assente.
L’ing. Claudio Profumieri ha eseguito il restauro conservandone l’aspetto primitivo.
Lo specchietto è andato perduto e si è preferito lasciarne il sostegno.
Le foto sono state scattate sia prima che dopo il restauro.
Il funzionamento non offre la sensibilità eccellente solita di questo tipo di strumento.
Le due manopole zigrinate in alto servono: l’una per regolare la tensione del filo di sospensione, l’altra per azzerare la posizione dell’equipaggio mobile.
Al solito la lettura va fatta col sistema a proiezione luminosa con leva ottica e schermo a scala graduata.
Le foto mostrano particolari costruttivi come la livella per la messa in opera orizzontale e la scritta sulla manopola zigrinata superiore: “Spiegelstellung”, infatti la manopola serve per posizionare lo specchio.
M. M. M. Deprez (1843-1918) e J. A. d’Arsonval (1851-1940) ebbero l’idea di invertire le funzioni del galvanometro di Nobili, sospendendo tra le espansioni polari di un magnete fisso una bobina rettangolare mobile. Per rinforzare il flusso e avere una comoda simmetria, misero dentro la bobina un cilindro di ferro dolce che rende il campo magnetico radiale nel traferro, così che le linee di campo sono sempre perpendicolari ai fili della bobina, poiché anche le espansioni polari del magnete sono sagomate secondo una superficie cilindrica.
Questo galvanometro è praticamente insensibile al magnetismo terrestre, poiché il campo del magnete permanente è così intenso da rendere il primo trascurabile. La bobina rettangolare, percorsa dalla corrente da misurare, tende a orientare il suo piano perpendicolarmente alle linee di campo che vanno dal polo nord al polo sud, come è noto. I fili a cui essa è appesa, torcendosi, generano la coppia antagonista e quindi l’equilibrio viene raggiunto per un certo angolo. L’intensità della corrente elettrica che percorre la bobina è proporzionale a questo angolo.
La misura può essere fatta per mezzo di un indice che ruota su una scala tarata, oppure col sistema a leva ottica e in questo caso sul filo superiore di sospensione dell’equipaggio mobile si trova uno specchietto. I fili di sospensione collegano i capi della bobina ai morsetti di alimentazione dello strumento.
Nella posizione di riposo, i fili di sospensione sono regolati in modo da mantenere la bobina nel piano mediano del magnete, poiché a questa posizione si fa corrispondere lo zero della scala.
Secondo F. Cajori, il galvanometro d’Arsonval (“ai nostri tempi è stato accolto con gran favore”) è ispirato al galvanometro a matassa sospesa inventato nel 1836 da W. Sturgeon e somiglia al registratore a sifone di W. Thomson. Il galvanometro Deprez-d’Arsonval sarebbe stato inventato tra il 1881 e il 1882. Questo strumento magnetoelettrico è stato poi modificato da Weston diventando sostanzialmente identico a quelli più diffusi fino all’avvento dei moderni apparecchi digitali.
Weston sostituì la solita sospensione a fili, con perni montati su pietra dura, come nei meccanismi degli orologi, rendendoli facilmente trasportabili e resistenti agli urti. J. d’Arsonval si dedicava alla medicina sperimentale ed aveva bisogno di uno strumento che lo aiutasse nelle sue ricerche nell’elettroterapia.
Non è chiaro, dalla letteratura a disposizione, il passaggio dai numerosi galvanometri costruiti dal fisico Deprez a quello di d’Arsonval, ma certamente questa versione è, nella sostanza, innovativa rispetto a tutti i tipi di galvanometri ideati o realizzati dagli scienziati fino ad allora.
  Bibliografia e note:
L. Olivieri e E. Ravelli, Elettrotecnica-Misure elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962.
F. Cajori, Storia della fisica elementare, N. Zanichelli, Bologna 1908.
R. Ferrini, Recenti progressi nelle applicazioni dell’elettricità, U. Hoepli, Milano 1884.
A. Wilke e S. Pagliani, L’elettricità, Vol. II, UTE, Torino 1897.
E. Perucca, Fisica generale e sperimentale, Vol. II, UTET, Torino 1934.
L. Segalin, Fisica sperimentale, Vol. II, G. B. Paravia & C., Torino 1933.
O. Murani, Trattato elementare di fisica, Vol. II, U. Hoepli, Milano 1931.
C. M. Gariel, Traité pratique d’électricité, Tome I, O. Doin, Paris 1884. Gariel scrive a pag. 271: “M. M. Marcel Deprez et d’Arsonval ont construit un appareil dans lequel c’est au contraire l’aimant qui est fixe et la circuit se déplace”.
L. Graetz, L’elettricità e le sue applicazioni, Vallardi Milano 1907. Graetz non nomina mai d’Arsonval nelle sue descrizioni dei galvanometri; a pag. 186 scrive: “…perché fu appunto il Deprez a costruire per il primo siffatti strumenti sotto la forma ora usata”.
  Foto di Federico Balilli, Claudio Profumieri e Ilaria Leoni, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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Galvanometro Physicalische Werkstätten Aktiengesellschaft Göttingen, matricola N° 1533.
Inventario D del 1937, n° 158.
Il galvanometro è del tipo a bobina mobile immersa nel campo di un magnete permanente.
Costruito per uso didattico, ha grandi dimensioni e scale ben visibili con zero centrale. La sua peculiarità consiste
nei due quadranti: uno rivolto verso gli allievi e l’altro verso l’insegnante.
Gli indici sono collegati tra loro. Lo strumento, anteriore al 1937, è molto ben conservato ma non funziona poiché la bobina mobile è interrotta.
Per avere ulteriori portate, rispetto a quelle già disponibili, si potevano inserire le opportune resistenze.
Le ultime due foto ritraggono anche il Galvanometro della Allocchio Bacchini & C., Milano, matricola N°
04387.
Foto di Claudio Profumieri e di Federico Balilli, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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  Galvanometro Off. Galileo Firenze. Matricola N° E 67a0052.
Nell’inventario D del 1937, in data 1 giugno 1950 al n° 1239 si legge: “Galvanometro balistico per cc. a sospensione per lettura a distanza su scala trasparente mo. R.G.L. – alt.tot. mm 185 – diametro di base mm 140 – base con viti calanti e bolla di livello- equipaggio tipo R:10- dispositivo ottico di illuminazione per detto, completo di proiettore elettrico con lampada orientabile e supporto con scala di vetro graduata”.
Le inesattezze riguardano: la dicitura “balistico”; la misura dell’altezza e la scala che è di resina sintetica. Nell’inventario del 1956 al n° 1103 è detto già esistente, insieme al dispositivo ottico di lettura n° 1104.
In un catalogo di apparecchi delle Officine Galileo del 1957 si trova la figura di questo esemplare con le seguenti caratteristiche: “c. s. per C.C. a sospensione tipo RGL per letture a riflessione, sensibilità 0,1 nA per divisione”.
Lo strumento, sottoposto a prove sommarie dall’ing. Claudio Profumieri e da chi scrive, risulta perfettamente funzionante e affidabile.
La sua sensibilità è ancora oggi molto inferiore al µA, come si è verificato proteggendo lo strumento con una resistenza di 1 MΩ e alimentandolo in C.C: con pochi decimi di volt.
Il suo funzionamento si basa su una bobina sospesa ad un filo, immersa in un campo magnetico fisso, come nel tradizionale Deprez-d`Arsonval.
I fili di sospensione fungono da collegamento e generano la coppia di forze antagonista.
La lettura viene fatta col dispositivo ottico il cui per il raggiungimento della posizione di equilibrio.
Il raggio di luce inviato sullo specchietto, posto sul filo superiore che regge l’equipaggio mobile, viene riflesso sullo schermo di resina trasparente, come si vede nella foto, secondo il metodo di lettura oggettivo. La scala presenta numeri di colore rosso a destra e azzurro a sinistra.
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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  Galvanometro universale, delle Officine Galileo Firenze N° 175838.
Non è di facile identificazione negli inventari.
Una traccia incerta si trova al n° 1143, pag. 55, dell’inventario del 1919.
L’esemplare non è funzionante per danni all’equipaggio mobile.
Il galvanometro è del tipo a bobina mobile nel campo di un magnete permanente.
Costruito per uso didattico, ha grandi dimensioni e scala ben visibile con zero centrale.
L’indice viene azzerato mediante un registro a vite.
Lo strumento all’occorrenza è «separabile dalla base che porta i morsetti, la resistenza addizionale , la resistenza in parallelo e gli inseritori a spine delle medesime. Tolte le viti poste sui lati, il galvanometro viene fissato a conveniente altezza sulla parete, mentre la basetta resta a portata di mano dell’esperimentatore».
Esso si può usare come galvanometro sensibile fino a 2 mA ( 100 μA per divisione); come millivoltmetro sino a 200 mV (20 mV per divisione); come amperometro a lettura diretta fino a 10 A (1 A per divisione); come voltmetro a lettura diretta fino a 50 V (5 V per divisione).
Per avere ulteriori portate si possono inserire resistenze addizionali di opportuno valore. Al fine di rilevare deboli correnti alternate, occorre inserire un raddrizzatore di corrente.
All’epoca veniva anche usato per mostrare le correnti generate da un telefono di Meucci-Bell, in tal caso si inseriva nel circuito una galena da apparecchio radio.
Bibliografia:
Notizie per i laboratori scientifici e industriali, a cura delle Officine Galileo N° 86-87, Firenze 1935, da cui è tratta la figura 1.
 Apparecchi per l’insegnamento della fisica, a cura del Prof. R. Magini, Officine Galileo 1940, da cui sono stati tratti il brano tra virgolette e la figura A 056 che si trova a pag. 25.
Lo strumento è esposto al Museo MITI, su proposta di Fabio Panfili, come si vede  in alcune foto di Claudio Profumieri.
Foto di Claudio Profumieri e di Daniele Maiani, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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