Motori elettrici

Ruota di Barlow (1821)

Ruota di Barlow, 1821 (collezione De Rubeis)

Ruota di Barlow, 1821 (collezione De Rubeis).

La ruota di Barlow venne presentata dal fisico inglese P. Barlow (1776 - 1862), nel 1821, come strumento didattico per dimostrare l’esistenza della forza di Lorentz, tuttavia può essere considerata come un primo esempio di motore elettrico.
L’apparecchio è costituito da una ruota stellata in ottone libera di ruotare su un asse orizzontale. Parte delle sue punte sono immerse in una vaschetta contenente mercurio così da assicurare un passaggio di corrente in direzione radiale, tra il centro della ruota e la sua estremità immersa. Un magnete permanente a ferro di cavallo abbraccia il raggio della ruota interessato dal flusso delle cariche.
Quando il raggio della ruota viene percorso da una corrente continua, nasce una forza, detta di Lorentz, che agendo ortogonalmente alla direzione del campo magnetico e alla direzione della corrente, mette in rotazione la stessa ruota.

Motore di Ritchie (I) (1833)

Motore di Ritchie, modello con magnete permanente, 1833 (collezione De Rubeis)

Motore di Ritchie, modello con magnete permanente, 1833 (collezione De Rubeis).

Piccolo motore elettromagnetico costruito nel 1833 dal fisico scozzese William Ritchie (1790 - 1837). Veniva utilizzato a fini didattici e in piccoli apparecchi per elettroterapia con lo scopo di interrompere il circuito primario dei rocchetti di induzione.
Il modello è costituito da un magnete permanente a ferro di cavallo e da un elettromagnete alimentato con una corrente continua tramite due contatti striscianti su un commutatore solidale all’asse di rotazione. La corrente che circola nell'elettromagnete crea un campo magnetico che, interagendo con quello del magnete fisso, provoca la rotazione dello stesso elettromagnete portandolo ad allinearsi con i poli opposti del magnete permanente. Poco prima che l’allineamento sia completato il commutatore interrompe l’alimentazione ed inverte il verso di percorrenza della corrente nell’elettromagnete, così che, una volta superato per inerzia il polo del magnete fisso, ne è subito respinto. Il moto prosegue quindi in un susseguirsi di attrazioni e repulsioni.
Nella versione originale di Ritchie i terminali dell’elettrocalamita che forma il rotore venivano alimentati tramite un pozzetto in legno contenente mercurio.

Motore di Ritchie (II) (1833)

Motore di Ritchie, modello con elettromagnete, 1833 (collezione De Rubeis)

Motore di Ritchie, modello con elettromagnete, 1833 (collezione De Rubeis).

Piccolo motore elettromagnetico costruito nel 1833 dal fisico scozzese William Ritchie (1790 - 1837). Veniva utilizzato a fini didattici e in piccoli apparecchi per elettroterapia con lo scopo di interrompere il circuito primario dei rocchetti di induzione.
Il modello è costituito da un'elettrocalamita a ferro di cavallo e da un elettromagnete alimentato con una corrente continua tramite due contatti striscianti su un commutatore solidale all’asse di rotazione. La corrente che circola nell'elettromagnete crea un campo magnetico che, interagendo con quello del magnete fisso, provoca la rotazione dello stesso elettromagnete portandolo ad allinearsi con i poli opposti del magnete permanente. Poco prima che l’allineamento sia completato il commutatore interrompe l’alimentazione ed inverte il verso di percorrenza della corrente nell'elettromagnete, così che, una volta superato per inerzia il polo del magnete fisso, ne è subito respinto. Il moto prosegue quindi in un susseguirsi di attrazioni e repulsioni.
Nella versione originale di Ritchie i terminali dell’elettrocalamita che forma il rotore venivano alimentati tramite un pozzetto in legno contenente mercurio.

Motore di Botto (1834)

Motore alternativo di Botto, 1834  (collezione De Rubeis)

Motore alternativo di Botto, 1834  (collezione De Rubeis).

Il motore venne ideato da Giuseppe Domenico Botto (1791 – 1865) intorno al 1834. La macchina è formata da tre elettromagneti: due fissi con le polarità uguali rivolte l’una verso l’altra, ed un terzo libero di oscillare tra i due. Quando si alimenta il motore con una corrente continua, la bobina centrale viene attratta da un elettromagnete fisso e respinta dall’altro; tuttavia, poco prima che lo raggiunga, un commutatore inverte il flusso della corrente nell’elettromagnete mobile, quindi le polarità ed il verso del suo percorso. Il ciclo si ripete nuovamente in un moto alternativo che viene convertito in uno rotatorio per mezzo di un sistema biella-manovella.

Leggi tutto...

Motore di Jacobi (1834)

Motore elettrico di Jacobi, 1834 (collezione De Rubeis)

Motore elettrico di Jacobi, 1834 (collezione De Rubeis).

Il motore venne costruito nel 1834 dal fisico e ingegnere prussiano M. H. Jacobi (1801 – 1874) e presentato l'anno successivo all'Accademia delle Scienze di Pietroburgo con la pubblicazione: "Mémoire sur l'application de l'électromagnétisme au mouvement des machines". Fu il primo motore elettrico utilizzato per un'applicazione pratica.
Il 13 settembre 1838 Jacobi sperimentò il suo motore pilotando un battello, appositamente costruito, sul fiume Neva a San Pietroburgo. L'imbarcazione, che ospitava 12 passeggeri, era mossa da due grandi ruote alettate messe in rotazione da un "motore elettrico Jacobi" con una potenza di 220 W.
Per alimentarlo venne utilizzata una pila di Grove con 128 coppie e una superficie totale di platino pari 4 m2. Tuttavia l'esperimento non ebbe un grande successo: non solo la nave percorse 7,5 km a una velocità di appena 2,5 km/h (il peso del motore, circa una tonnellata, era infatti eccessivo rispetto al suo rendimento di pochi chilogrammi al minuto, circa 40), ma per di più, la pila utilizzava acido nitrico, cosicché i gas sprigionati durante la prova intossicarono tutti i passeggeri.

Leggi tutto...

Motore di Page (I, II, III) (1838)

  • Motore alternativo di Page (I) (collezione De Rubeis)
  • Motore alternativo di Page (II) (collezione De Rubeis)
  • Motore alternativo di Page (III), creazione originale (collezione De Rubeis)

Ricostruzioni storiche e creazioni originali del motore alternativo di Page, 1838 (collezione De Rubeis).

Il motore alternativo realizzato da Page nel 1838 è formato da due elettromagneti vicini, al cui interno, un nucleo ferromagnetico è libero di traslare su un asse orizzontale. Quando le bobine vengono alimentate alternativamente, attraggono periodicamente il nucleo, il cui moto alternato viene convertito in un moto rotatorio attraverso un sistema di biella-manovella.
La prima immagine raffigura un modello in piccola scala e con l’asse di traslazione del magnete disposto verticalmente; la seconda è una delle prime ricostruzioni realizzate da Carlo De Rubeis, circa 35 anni fa. Il terzo è una creazione originale nella quale il motore viene impiegato per l’azionamento di una macchina elettrostatica di Wimshurst.

Motore di Elias (I, II) (1842)

  • Motore elettrico di Elias (I), 1842 (collezione De Rubeis)
  •  Motore elettrico di Elias (II), 1842 (collezione De Rubeis)
  • Particolare del collettore del motore di Elias (I)

Ricostruzioni storiche del motore elettrico di Elias, 1842 (collezione De Rubeis).

Motore elettrico di Froment (1840)

Motore elettrico di Froment, 1840 (collezione De Rubeis)

Motore elettrico di Froment, 1840 (collezione De Rubeis).

Il motore venne costruito nel 1840 dal francese Gustave Froment (1815 -1865), uno dei più abili e geniali inventori di motori elettrici della prima metà dell’ottocento.
Il motore è costituito da un elettromagnete (costituito da due bobine con anime in ferro) alimentato da una corrente continua, che si affaccia su un rotore costituito da barrette di ferro fissate fra due dischi di ottone. Un contatto a molla, poggiante su una ruota dentata fissata sull’asse di rotazione, permette di interrompere periodicamente la circolazione della corrente.
Quando l’elettromagnete è alimentato, attrae la barretta più vicina mettendo in rotazione il rotore; tuttavia il contatto mobile interrompe subito il passaggio di corrente per cui la barretta, non più attratta, supera per inerzia l’elettromagnete. La stessa rotazione ripristina il contatto così che l’elettromagnete attrae la barretta successiva per iniziare un nuovo ciclo in un alternarsi periodico di attrazioni.

Motore elettrico di Froment (1845)

Fase della ricostruzione del motore elettrico di Froment, 1845 (collezione De Rubeis)

Fase della ricostruzione del motore elettrico di Froment, 1845 (collezione De Rubeis).

Il motore venne costruito nel 1845 dal francese Gustave Froment (1815 -1865), uno dei più abili e geniali inventori di motori elettrici della prima metà dell’ottocento.
Furono tanti i motori costruiti da Froment, in particolare questo modello era presente in moltissimi gabinetti scientifici dell’ottocento ed il suo funzionamento era descritto nei testi di fisica e di divulgazione scientifica alla voce «elettromotori».
In un telaio di ferro sono fissate quattro coppie di elettromagneti alimentati tramite tre interruttori a lamella. Il rotore è composto da due dischi di ottone sui quali sono ancorate otto barrette di ferro. Sull’asse è fissata una ruota dentata con otto punte che, ruotando, stabilisce, per un breve istante, il contatto con gli elettromagneti permettendo il passaggio di corrente; di conseguenza le barrette di ferro vengono attratte in successione mettendo in rotazione il motore.

Motore elettrico di Froment (creazione originale) (1845)

Ricostruzione originale del motore elettrico di Froment, 1845 (collezione De Rubeis)

Ricostruzione originale del motore elettrico di Froment, 1845 (collezione De Rubeis).

Il motore venne costruito nel 1845 dal francese Gustave Froment (1815 -1865), uno dei più abili e geniali inventori di motori elettrici della prima metà dell’ottocento. Furono tanti i motori costruiti da Froment, in particolare questo modello era presente in moltissimi gabinetti scientifici dell’ottocento ed il suo funzionamento era descritto nei testi di fisica e di divulgazione scientifica alla voce «elettromotori».
Quattro coppie di elettromagneti sono montati su un’originale struttura in legno e alimentati tramite i terminali collegati a tre interruttori a lamella. Il rotore è composto da due dischi di ottone sui quali sono ancorate otto barrette di ferro. Sull’asse è fissata una ruota dentata con otto punte che, ruotando, stabilisce, per un breve istante, il contatto con gli elettromagneti permettendo il passaggio di corrente; di conseguenza le barrette di ferro vengono attratte in successione mettendo in rotazione il motore.

Motore di Alessandro Magrini (I) (1860)

Motore di Alessandro Magrini, 1860 (collezione De Rubeis)

Motore di Alessandro Magrini, 1860 (collezione De Rubeis).

Alessandro Magrini descrisse il suo motore con una pubblicazione dal titolo: Apparato di rotazione continua fondato sulle forze attrattive e repulsive delle correnti di un solenoide su di una barra magnetica, la quale possa muoversi soltanto parallelamente a se stessa, apparsa nel 1860 sulla rivista Il Nuovo Cimento - Giornale Di Fisica, Chimica e Storia Naturale.

 

 

Lo strumento è costituito da due bobine concentriche di forma toroidale fissate su una base in legno e sormontate da un’asta su cui è fissato l’asse di una ruota da cui partono 8 raggi, su ognuno dei quali è fissata una coppia di sbarrette magnetiche. Complessivamente sono montate 16 sbarrette, 8 delle quali sono libere di ruotare nello spazio interno tra le due bobine, mentre le altre 8 possono ruotare all’esterno della bobina con diametro maggiore; le sbarrette sono disposte con polarità magnetiche alternate. Il filo di rame che forma l’avvolgimento delle due bobine è disposto in modo tale da generare, al passaggio della corrente, 8 polarità magnetiche che, mediante un contatto che si apre e chiude alternativamente, attraggono e respingono le sbarrette magnetiche.

Motore di Alessandro Magrini (II, III, IV) (1860)

  • Motore di Alessandro Magrini (II) (collezione De Rubeis)
  • Motore tipo Alessandro Magrini (III), creazione originale (collezione De Rubeis)
  • Motore tipo Alessandro Magrini (IV), creazione originale (collezione De Rubeis)

Ricostruzione storica fedele e creazioni originali di Carlo De Rubeis del motore elettrico realizzato da Alessandro Magrini nel 1860.

Il primo modello raffigurato è una ricostruzione storica, in fase di ultimazione, del motore realizzato nel 1860 da Alessandro Magrini, figlio del più noto scienziato Luigi Magrini (1802 – 1868). Il secondo ed il terzo modello sono creazioni originali di Carlo De Rubeis basate sullo stesso principio di funzionamento del motore di Alessandro Magrini.

Motore di Trouvè (1864)

Motore di Trouvè, 1864 (collezione De Rubeis)

Motore di Trouvè, 1864 (collezione De Rubeis).

Costruito nel 1864 dall’inventore francese Gustave Trouvè (1839 – 1902), questo motore veniva utilizzato nei gabinetti di fisica dell’ottocento per la rotazione dei tubi luminosi di Gessler. Lo statore è formato da un anello di ferro sagomato con sei espansioni eccentriche interne; il rotore è invece costituito da un elettromagnete solidale all’asse di rotazione sul quale vi è una ruota dentata che stabilisce l’apertura e la chiusura del contatto elettrico tra l’alimentazione e l’elettromagnete. Questo è posto in rotazione in quanto viene attratto dalle parti interne più sporgenti dell’anello di ferro sagomato; nel punto di massima attrazione il contatto viene interrotto, il rotore supera per inerzia il punto morto, poi il contatto viene ristabilito e il rotore continua la sua corsa.

Motore di Palmieri (1865)

Motore di Palmieri, 1865 (collezione De Rubeis)

Motore di Palmieri, 1865 (collezione De Rubeis).

Il motore venne costruito dal fisico italiano Luigi Palmieri (1807 - 1896) intorno al 1865, un periodo storico nel quale molti studiosi cominciavano a dedicarsi alle applicazioni dell’elettromagnetismo nello sforzo di costruire macchine elettriche utili e capaci di sostituire quelle a vapore. Palmieri ne fece costruire una a Napoli per uso didattico durante le sue lezioni di fisica.
La macchina elettromagnetica è composta da una coppia di elettromagneti: il primo fissato ad una base di legno, il secondo, più piccolo, libero di ruotare all’interno del primo. La corrente elettrica che alimenta gli elettromagneti viene distribuita tramite il commutatore formato da due semianelli piatti montati su un supporto isolante. Facendo circolare una corrente continua attraverso gli elettromagneti, si generano due campi magnetici che interagiscono tra loro, facendo ruotare intorno al proprio asse l’elettromagnete più interno. Il commutatore inverte il verso della corrente e del campo magnetico, in modo tale da generare una rotazione continua.
Nel corso dei suoi studi Palmieri si occupò di fisica, sismologia, vulcanologia e meteorologia. Per quanto riguarda la fisica, studiò le correnti indotte dal campo magnetico terrestre e proggettò nel 1845 un apparecchio d'induzione tellurica (il cerchio di Palmieri) con il quale poteva verificare l'effetto fisico delle correnti indotte. I suoi studi sul potenziale elettrico spaziarono dalla natura dell'elettricità, alla tensione elettrica ed al potenziale elettrico. Palmieri si distinse per il grande numero di apparecchi elettrici realizzati nel corso della sua vita. Fu senatore del regno d'Italia nella XIII legislatura.

Motore tipo dinamo di Edison

Motore tipo dinamo di Edison (collezione De Rubeis)

Motore tipo dinamo di Edison (collezione De Rubeis).

Originale motore ideato e costruito sul tipo delle macchine elettriche di Edison (si rimanda alla dinamo di Edison del 1880 per un confronto).

Motore di Ferraris (primo modello, 1885)

Primo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis)

Primo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis).

Primo motore a campo magnetico rotante costruito nel 1885 da Galileo Ferraris (1847 – 1897). Il modello è formato da due bobine, una rettangolare esterna e una circolare interna, fissate perpendicolarmente tra loro; nello spazio compreso fra le bobine è fissato un cilindro cavo di rame.
Alimentando le bobine con due correnti alternate, sfasate tra loro di un quarto di periodo, si genera, nello spazio compreso tra esse, un campo magnetico rotante tale che il cilindretto di rame sospeso tende a ruotare torcendo il filo di sospensione.

Leggi tutto...

Motore di Ferraris (secondo modello, 1885)

Secondo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis)

Secondo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis).

Secondo motore a campo magnetico rotante costruito nel 1885 da Galileo Ferraris (1847 – 1897). Il modello è formato da due bobine rettangolari di uguali dimensioni fissate perpendicolarmente tra loro; nello spazio compreso fra le bobine un cilindro in rame è libero di ruotare sul suo asse.

Leggi tutto...

Motore di Ferraris (terzo modello, 1886)

Terzo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis)

Terzo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis).

Terzo motore a campo magnetico rotante costruito nel 1886 da Galileo Ferraris (1847 – 1897). Il modello è formato da due coppie di bobine rettangolari di dimensioni simili fissate perpendicolarmente tra loro; nello spazio compreso fra le bobine un cilindro in rame è libero di ruotare sul suo asse.

Leggi tutto...

Motore di Ferraris (quarto modello, 1886)

Quarto modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis)

Quarto modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis).

Quarto motore a campo magnetico rotante costruito nel 1886 da Galileo Ferraris (1847 - 1897). Il modello si differenzia dai precedenti adottando vari accorgimenti tecnici che ancora oggi si ritrovano sui motori in corrente alternata impiegati nell’uso quotidiano.

Leggi tutto...