Elettrometro di Lane.
Della ditta A. Dall`Eco Ing. Santarelli successore, Firenze.
Nell`inventario del 1912 a pag. 64 n° 1074 si legge: “Bottiglie di Leyda”.
Nell`inventario del 1919 al n° 964/30 si legge: “Bottiglia di Leyda con spinterometro regolabile su base di legno, Ing. Santarelli” che corrisponde a una descrizione sintetica dell`esemplare del Montani.
L`elettrometro di Lane serve per una misura relativa della carica fornita ad esempio da una bottiglia di Leyda o da una macchina elettrostatica ecc.
Esso è costituito da una piccola bottiglia di Leyda, la cui armatura esterna comunica con un`asta metallica che termina in una sferetta.
Di fronte a questa vi è un`altra sferetta connessa all`armatura interna.
La distanza tra le sferette è regolabile.
La scintilla tra le due sferette, di due cm di diametro ciascuna, avviene quando si raggiunge una certa differenza di potenziale, nell`aria secca infatti occorre una tensione V di circa 32 kV per ogni centimetro di distanza tra di esse, a pressione atmosferica e temperatura standard *(nota 1). Quanto detto può far concludere che una scintilla trasferisca tra le armature della bottiglia una quantità di cariche
Q = C V,
dove C è la capacità della bottiglia di Lane.
Ma è noto che il fenomeno disruptivo è molto complesso: basti dire che la prima scintilla richiede una maggiore differenza di potenziale della successiva, anche se tutti gli altri parametri sono rimasti invariati, poiché l`aria presenta una ionizzazione residua che facilita la scarica.
Pertanto nella letteratura si raccomanda ai fini del conteggio delle scintille, di scartare le prime. Con una certa approssimazione, si può comunque affermare che, ad ogni scintilla, passi, attraverso il filo che connette lo spinterometro all`armatura esterna, una quantità costante di elettricità.
Descriviamo qui brevemente la disposizione più importante con l`impiego della bottiglia di Lane: la misura della carica accumulata da un condensatore, o meglio da una bottiglia di Leyda.
Il polo positivo di una macchina elettrostatica viene collegato all`armatura interna della bottiglia in esame, mentre il negativo va a terra. Si connette quindi l`armatura esterna con quella interna dell`elettrometro di Lane e l`armatura esterna di questo va unita sia con l`astina regolabile dello spinterometro sia con la terra. Questa connessione viene detta in serie: la stessa quantità di cariche che si accumula nella bottiglia in esame si affaccia tra le armature della bottiglia di Lane.
All`aumentare delle cariche cresce la differenza di potenziale tra le due sferette, quando questa raggiunge il valore critico avviene la scintilla, la bottiglia di Lane si è scaricata mostrando che una quantità di cariche Q si è depositata sulla bottiglia in esame.
Subito dopo la bottiglia di Lane inizia la ricarica e il processo si ripete. Si nota ben presto che le scintille diventano via via meno frequenti poiché il condensatore in esame sta completando la sua carica.
Il conteggio delle scintille fornisce una valutazione relativa delle cariche accumulate.
Condizione necessaria per il buon funzionamento di questo sistema di misura è che la capacità della bottiglia di Lane sia più piccola di quella da esaminare, altrimenti può accadere che quest`ultima raggiunga più rapidamente una differenza di potenziale critica tale da far scoccare la scintilla fra i suoi terminali, piuttosto che allo spinterometro di misura, ancorché le sferette di questo siano molto vicine.
Nota 1: vi sono apposite tabelle in proposito.
Bibliografia: B. Dessau, Manuale di fisica-elettrologia, Vol. III, SEL, Milano 1931, da cui è tratta la figura 24.
A. Battelli e P. Cardani, Trattato di Fisica Sperimentale, Vol. IV, F. Vallardi, Milano 1925, da cui è tratta la figura 148.
Scheda di istruzioni della ditta Galileo di Firenze. L. Olivieri ed E. Ravelli, Elettrotecnica-Misure Elettriche, Vol. III, CEDAM, Padova 1962.
La figura N 1065 è a pag. 256 del catalogo: Apparecchi per l’Insegnamento della Fisica a cura del prof. R. Magini, Officine Galileo, 1940.
La figura 5819 è a pag. del Catalogue des Appareils pour l’Enseignement de la Physique construit par E.
Leybold’s Nachfolger Cologne, 1905; che si trova all’indirizzo:
http://cnum.cnam.fr/PDF/cnum_M9915_1.pdf
Foto di Federico Balilli e di Ilaria Leoni, elaborazioni, ricerche e testo di Fabio Panfili.
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