elettromagnetismo - Elettrodinamica
Spirali di Watkins di F. Cobres
SCHEDA TECNICA
INVENTARISTATO
Spirali di Watkins con supporto d'ottone
Apparato per la rotazione delle correnti di F. Cobres
Apparato per la rotazione delle correnti
1818Nº //
1838510
P.A.Nº //
1870295
1925a200
Incompleto M
Danneggiato
Funzionante D
Dimensioni
MATERIALI: ottone, platino, ferro, legno, mastice, vernice
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: 1838 - 1839
Costruttore: Francesco Cobres (1800-1846)
"F. Cobres Venezia"
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina N
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Io amo riferire a questo luogo i moti delle spirali elettro-magnetiche di Watkins, che, per la bellezza dell'esperimento, hanno richiamata a preferenza la mia attenzione. Le esperienze vennero istituite nel Gabinetto di fisica di S. Lazzaro [1828].
Zantedeschi, Saggi dell'elettro-magnetico e magneto-elettrico (1839), pag. 41.

Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
Zantedeschi F. (1843/45) Vol. 3/II, pag. 45, fig. 30
Zantedeschi F. (1839) pag. 41, fig. 30
 

Lo strumento, firmato "F. Cobres, Venezia", figura nell'Inventario del 1870 col nome di "Apparecchio per la rotazione delle correnti", per il fatto che la corrente elettrica che percorreva le spire rigide elicoidali di filo conduttore le metteva in rotazione nello stesso verso grazie a una particolare forza. Un simile apparecchio è noto anche con il nome di Spirali di Watkins, dal nome di una famiglia di costruttori di strumenti il cui capostipite fu Francis Watkins (1723?-1784).

Questo strumento fu realizzato dal geniale "macchinista" Francesco Cobres (il costruttore del Gran Modello di locomotiva). Si tratta di una singolare macchina per la conversione elettromeccanica dell'energia. Più precisamente, nel contesto delle macchine elettriche rotanti (generatori, dinamo e motori), si tratta di un convertitore di energia elettrica in energia meccanica, cioè di un motore elettrico (a corrente continua).

L'aspetto dell'apparecchio è assai lontano dalla comune forma che viene in mente quando si immagina un motore elettrico, ma il principio fisico di funzionamento e le parti che lo formano sono esattamente gli stessi dei motori per così dire "tradizionali". L'unica differenza sta nel fatto che, poiché questo strumento è stato costruito con il preciso scopo di offrire un'efficace dimostrazione pratica di cosa può succedere quando un conduttore percorso da corrente elettrica continua e costante si trova immerso in un campo magnetico costante nel tempo (produzione di coppie sul circuito elettrico), questo motore non presenta alcun pignone per rendere disponibile la coppia meccanica per un utilizzo pratico. Era infatti più importante dimostrare agli studenti dell'epoca la rotazione che subisce una parte del circuito elettrico (i solenoidi) sotto opportune condizioni dell'effettivo sfruttamento della macchina come motore.

Quando si considerano le macchine elettriche rotanti si deve parlare in termini di rotore e statore in relazione al moto delle parti, di indotto e induttore se ci si riferisce al circuito magnetico in esse presenti. Nell'apparecchio di Cobres, come detto, un motore elettrico a corrente continua, lo statore è il componente (un magnete permanente) piegato a ferro di cavallo, mentre il rotore o, meglio, i rotori sono i due solenoidi di filo conduttore. Dunque lo statore si trova in questo caso ad essere all'interno di ciascun rotore. Dal punto di vista magnetico invece in questo strumento l'induttore è il magnete permanente (ovvero lo statore della macchina), mentre l'indotto del motore sono i due solenoidi (cioè i due rotori). In essi infatti circola la corrente elettrica che, interagendo con il campo magnetico prodotto dall'induttore, dà luogo alla coppia che mette in rotazione i rotori.

Lo strumento non è completo, dal momento che manca una delle tre viti d'ottone per la messa a bolla della base d'appoggio. Inoltre il filo di collegamento (sorretto da ciò che può sembrare a prima vista un attacco per lampadine) non è certamente originale, essendo più lungo dell'interasse tra gli assi di rotazione dei solenoidi. Il dispositivo è stato riportato al suo antico splendore, non solo perché nel mese di marzo 2001 sono state pulite le sue parti in ottone, ma soprattutto perché, completata la fase di studio su come venisse utilizzato, se ne è verificato con successo il funzionamento (Bonavoglia, Malfi, aprile 2001). Dopo questo accertamento, l'apparato di Cobres sulla rotazione delle correnti è stato inserito a pieno titolo nella rosa di strumenti perfettamente funzionanti del Vecchio Gabinetto di Fisica del Liceo che vengono utilizzati, adesso come allora, per illustrare agli studenti i fenomeni fisici per i quali sono stati costruiti.