Come costruire un espositore a levitazione magnetica

Tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

La guida che andremo a produrre nei tre passi che comporranno le nostre argomentazioni, avrà come tematica principale quella della tecnologia. Infatti, come è facilmente comprensibile dalla lettura del titolo che accompagna la guida stessa, ora andremo a spiegarvi, passo dopo passo, come costruire un espositore a levitazione magnetica. La tecnologia, specie quella che sfrutta i fenomeni fisici, ci consente di realizzare e creare degli oggetti stupefacenti che del resto sono anche istruttivi se costruiti assieme ai bambini. Un'azienda olandese ha infatti introdotto in commercio, da alcuni anni, diversi modelli di espositori in grado di far levitare oggetti metallici. Il sistema si basa sui campi magnetici e si rivela funzionale anche per alcuni test fisici molto interessanti. I magneti sono materiali che emettono un campo magnetico, che attrae determinati metalli; inoltre, hanno molti usi nel mondo moderno: dall'industria ai sistemi stereo. Insegnare il magnetismo, spesso implica dimostrazioni degli effetti più interessanti. Una delle dimostrazioni più popolari del magnetismo è la levitazione magnetica. Ecco dunque come costruire un espositore a lievitazione naturale.

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Occorrente

  • Coppia di magneti
  • Alimentatore da 12 Volt
  • Bobina a spirale in rame
  • Cavi in rame
  • Colla epossidica
  • Legno
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Creare una calamita

Prima di poter andare a costruire un espositore a levitazione magnetica, ci sono dei punti fermi, dei concetti che dobbiamo andare a verificare insieme, che si basano sostanzialmente su dei concetti di carattere fisico, che ne spiegano il funzionamento. La levitazione magnetica, dal punto di vista fisico, possiamo sintetizzarla con il fatto che delle cariche elettriche di segno opposto si attraggono, mentre quelle di segno uguale si respingono. Da questa semplice analisi si evince che per far levitare degli oggetti è opportuno posizionare due magneti, frontalmente, dello stesso segno. Da aggiungere c'è anche un alimentatore da 12V così da realizzare un'elettrocalamita, ideale per un effetto costante del fenomeno e per evitare che i magneti, diventando saturi, possano poi lasciar cadere l'oggetto che stiamo cercando di far levitare. Con una configurazione molto semplice si può creare una calamita per far levitare un altro magnete e per farlo galleggiare a mezz'aria (può anche essere fatto per trasportare un carico); questo perché ogni magnete ha due poli simili che si respingono a vicenda. La levitazione magnetica è un'eccellente dimostrazione delle forze relative di due forze fondamentali, magnetismo e gravità.

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Incollare il magnete

Sebbene l'intera terra stia attirando il magnete fluttuante e il suo carico gravitazionalmente, solo un piccolo magnete può superare quella spinta verso il basso con il magnetismo e farla innalzare nell'aria. Per poter riuscire a costruire un espositore a levitazione magnetica, abbiamo necessariamente il bisogno di due magneti, di dimensioni che siano pesanti in maniera direttamente proporzionale al peso dell'oggetto che dovremo far levitare. Per esempio, qualora avessimo un negozio che vende delle bibite, oppure un bar, ed intendessimo creare un espositore, possiamo svuotare una lattina di birra e poi sotto la base incollarvi un magnete con il segno positivo che guarda verso il basso della base. Il magnete deve, possibilmente, essere nero poiché serve ad evidenziare il fatto che non c'è nessun filo a reggere la lattina. La base inoltre conviene farla in metallo ed al centro va applicata una calamita. Il fissaggio lo possiamo fare con della colla epossidica.

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Collegare i magneti

A questo punto colleghiamo tra loro i due magneti, seguendo le semplici regole della realizzazione di un'elettrocalamita che si compone di due fili elettrici, collegati ad una bobina in rame a spirale e ad un fonte di alimentazione a 12 Volt. Se il magnete non si solleva con il carico su di esso, il carico potrebbe essere troppo pesante. Se il magnete non leviterà senza il carico, i magneti saranno troppo deboli per questa dimostrazione. Se non riesciamo a trovare un morsetto, è possibile realizzare un sostituto. Tagliamo un buco in un pezzo di cartone, rendendo il foro dello stesso diametro di quello del tubo e sospendiamo il tubo sopra il tavolo su due pile di libri (potrebbe essere necessario fissare il tubo al cartone).

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Alternativa al metodo precedente

In alternativa per costruire un espositore a lievitazione magnetica, rimuoviamo un grande magnete in ferrite da un vecchio altoparlante. Rimuoviamo tutte le viti. Se è necessario, togliamo anche i pezzi di metallo saldati. Prepariamo una superficie piana e posizioniamo una scatola da scarpe su 5 manicotti di CD a sinistra e a destra, rispettivamente. Posizioniamo il magnete in ferrite sotto la scatola da scarpe. Quando sposteremo il magnete dalla scatola da scarpe, a un certo punto sentiremo la potenza dei due campi magnetici combinati. Il magnete cercherà di staccarsi di lato. Teniamolo saldamente e continuiamo a muoverlo lentamente finché non viene leggermente tirato verso la base (questo sarà il punto giusto per iniziare la rotazione).

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Per una corretta realizzazione dell'espositore seguite con precisione tutte le istruzioni della guida.
  • In base al peso dell'oggetto da far levitare potrebbero essere necessarie calamite molto potenti.
Alcuni link che potrebbero esserti utili:

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