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DESCRIZIONE

Un elettrometro è uno strumento per misurare la carica statica. Quelli senza campo ausiliario sono tutti derivati dal classico elettroscopio a foglie d'oro. Se tra le foglie e la custodia metallica esiste una differenza di potenziale, c'è un campo elettrico tra essi, e si hanno cariche uguali e di segno contrario sulle foglie e sulla parete interna della custodia. Foglie e custodia costituiscono un condensatore. Le pressioni elettrostatiche agenti sulle foglie ne producono la divergenza. Tutte le volte che tra le foglie e la custodia si applica una certa differenza di potenziale, si ritrova la stessa distribuzione di cariche entro l'elettroscopio e si osserva la stessa divergenza delle foglie. Se si mette a contatto con le foglie un conduttore, l'elettroscopio ha una divergenza che dipende dalla differenza di potenziale fra il conduttore in esame e la custodia (in genere messa a terra): l'elettroscopio misura quindi questa differenza di potenziale ed è un elettrometro. Per fare delle misure occorre tararlo con batterie di pile campione.

Lo schema di un elettrometro a campo ausiliario è riportato in figura 4 (tratta da ref. 1): una foglia (o meglio un filo di quarzo QB metallizzato) costituisce la parte mobile (ago) dell'elettrometro ed è posta tra due piatti metallici A₁ e A₂, messi a contatto con i poli di una batteria P il cui punto medio è a contatto con la custodia metallica M₀ e con la terra. I potenziali +V_a e -V_a di A₁ e A₂ rispetto alla custodia sono uguali e di segno opposto: essi creano il campo ausiliario. Supponiamo che il filo QB sia al potenziale V₀ della custodia (= 0 se la custodia è a terra) e che sia a uguale distanza da A₁ e A₂. La differenza di potenziale è la stessa tra QB e A₁, tra A₂ e QB; il campo è simmetrico dalle due parti di QB; le pressioni elettrostatiche dalle due parti di QB si equilibrano. Il filo QB è in equilibrio instabile; la forza peso del filo QB e la forza elastica che si manifesta nel filo flesso in B danno stabilità all'equilibrio, almeno per piccoli spostamenti del filo. Se QB è a potenziale V₁ > V₀, il campo tra A₁ e QB risulta meno intenso di quello tra QB e A₂; si ha meno pressione elettrostatica sulla faccia QB rivolta verso A₁; la posizione di equilibrio di QB si sposta verso A₂. Se QB è a potenziale V₁ < V₀ la posizione di equilibrio di QB si sposta verso A₁. Al contrario di quanto avviene negli elettrometri senza campo ausiliario, la deviazione dell'ago cambia segno con il potenziale V = V₁ - V₀ di esso; per deviazioni sufficientemente piccole si ha proporzionalità fra la deviazione osservata e V. Questo elettrometro non è adatto a misurare una differenza di potenziale alternata.

Nell'elettrometro a filo teso di Perucca il filo è di silice dorato, e dorati sono i piatti verticali del condensatore. Con una tensione ausiliaria di alcune decine di Volt l'elettrometro raggiunge la sensibilità di 1 mV con una prontezza di un paio di secondi. L'elettrometro a paletta è una modifica dell'elettrometro a filo in cui, per ovviare alla instabilità dell'ago, Perucca ha modificato la forma dell'ago. L'ago è sostituito da una foglia di alluminio (detta paletta, P nella fig. a destra), disposta in orizzontale e al di sopra della quale è fissato uno specchietto che funge da indice ottico; i piatti del condensatore sono inoltre complanari, paralleli alla paletta e ortogonali al filo di torsione.

OSSERVAZIONI

Un cartellino, intestato alla "R. Scuola di Ingegneria di Torino, Laboratorio di Fisica" "Certificato di prova" porta la seguente scritta: "Elettrometro a paletta Perucca (Costr.: Leiss) Vite micrometrica a mm 3,20 Campo ausiliario ai piatti circa +- 50 Volt (totale 100 Volt) raggiunge la sensibilità di circa 0,001 V con una prontezza di 3-4 sec. Raggiunge tale prontezza avvicinando gradualmente i piatti mediante la vite micrometrica partendo p.es. da 5,00 mm. Attenzione: i piatti toccano la paletta quando la vite è a 3,10 mm.

sull'altro lato è scritto: "Attenzione: Il microscopio è già posto a fuoco. Inserendo troppo il microscopio nel tubo si rischia di investire e rompere l'ago. Avvitando la vite micrometrica si avvicinano i piatti alla paletta dell'ago. Quando la vite micrometrica è a 3,10 mm, i piatti toccano la paletta. Tenere sempre la vite micrometrica su numeri più grandi; p.es. 4,00"

ISCRIZIONI

1. Su una targhetta, avvitata allo strumento, è inciso il nome del costruttore: "Dr. Carl Leiss ¶
   Berlin - Steglitz"

BIBLIOGRAFIA

• [1] Perucca Fisica Generale e Sperimentale", Vol 2, UTET, Torino, 1942, pag.497-500

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