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Antonio Pacinotti. La realizzazione dei “Sogni”

Antonio Pacinotti nacque a Pisa il 17 giugno 1841.

Suo padre Luigi era professore di Fisica Sperimentale e più tardi di Fisica Tecnologica e Meccanica Sperimentale nell’ateneo pisano e direttore del locale Gabinetto di Fisica Tecnologica.

Nei primi mesi del 1859 Pacinotti iniziò a pensare alla costruzione di una macchina elettromagnetica con elettrocalamita trasversale; in seguito interruppe il progetto perché si arruolò volontario, il 10 maggio 1859, nella seconda guerra di indipendenza come sergente della 2a Compagnia della Divisione toscana del Genio militare a Goito, punto periferico della più grande Battaglia di Solferino e San Martino.

Egli stesso scrive, però, di aver continuato a pensare a questa macchinetta anche quando era in guerra. Nel 1859 prese parte alla seconda guerra di indipendenza come sergente volontario.

Il giovane Antonio si laureò a Pisa nel 1861 in Matematica con il professor Riccardo Felici e, dopo aver insegnato per qualche tempo al liceo Cicognini di Prato e all’Istituto Tecnico Toscano di Firenze, venne nominato assistente dell’astronomo Giovan Battista Donati presso l’Osservatorio Astronomico di Firenze.

Da Firenze passò a Bologna, dove tra l’inizio del 1865 ed il 1873 fu professore di fisica presso l’Istituto Tecnico di quella città.

A Bologna fu insegnante di Augusto Righi, che gli successe nell’insegnamento quando, nel 1873, Pacinotti fu chiamato presso l’Università di Cagliari. Presso quell’Università restò fino al 1881, anno in cui passò definitivamente a Pisa, succedendo al padre nella cattedra di Fisica Tecnologica.

Nel 1883 Pacinotti fu eletto Socio Corrispondente della Regia Accademia dei Lincei, di cui fu Socio Nazionale nel 1898.

Nel 1888 divenne membro della Società dei Quaranta, nel 1905 fu nominato Senatore del Regno. Morì a Pisa nel 1912.

Come si è visto la formazione culturale di Pacinotti ebbe luogo presso la grande scuola fisico-matematica pisana della seconda metà dell’Ottocento che, in quel periodo ebbe tra i suoi esponenti Ottaviano Fabrizio Massotti, Carlo Matteucci e Riccardo Felici Ammesso all’Università nel 1856 a soli 15 anni, Pacinotti progettò nel 1858 una macchina magneto-elettrica, cioè un dispositivo per produrre corrente elettrica, reversibile, quindi da poter essere usato anche come motore. Dal punto di vista tecnologico l’apparecchio era destinato a far compiere un salto di qualità ai generatori di corrente continua.

Nel 1860, tornato dalla guerra nella sua Pisa e superati gli esami universitari, con l’aiuto del meccanico del Gabinetto di Fisica Giuseppe Poggiali, Pacinotti costruì la sua macchina ad anello, della quale nel 1865 pubblicò un articolo su Il Nuovo Cimento, in cui presentava il disegno, la descrizione ed alcuni esperimenti.

Nel primo quaderno dei Sogni è scritto:

    “La macchina elettro-magnetica della quale le prime idee si trovano qui sopra registrate è stata da me costruita in piccolo modellino; ... Questa macchina ha una sola elettro calamita fissa. Agisce bene assai come macchina magneto elettrica, giacchè [sic] dà una corrente continua sempre in un senso e molto intensa”.

In un altro appunto, del 22 e 23 giugno 1860, Pacinotti scrive che la macchinetta funziona bene sia come motore che come dinamo.

Nel settembre 1860, nel secondo quaderno dei Sogni, si legge che la macchina ad anello rispetto agli altri apparecchi del genere ha il vantaggio di produrre corrente indotta continua e anche costante, con una velocità di rotazione costante.

L’elettrocalamita trasversale della macchinetta è costituita da un anello di ferro con 16 denti uguali sostenuto da quattro bracci di ottone che lo collegano all’asse di rotazione della macchina.

Incollati sopra e sotto ai vari denti ci sono dei piccoli prismi triangolari di legno in modo da formare degli incavi abbastanza alti che permettono di avvolgere, in ciascuno di essi, un rocchetto formato da nove strati di filo conduttore bene isolato e avvolto in maniera tale che la corrente circoli tutta con il solito verso.

Ciascun rocchetto è unito al successivo; infatti, la fine del filo di un rocchetto e l’inizio del filo del successivo rocchetto sono allungati, fatti passare lungo l’asse di rotazione e saldati alla stessa piastrina di ottone che si trova nella parte bassa dell’asse di rotazione.

Le piastrine sono sedici e costituiscono il collettore: un cilindro di legno in cui sono incavati 16 piccoli rettangoli, disposti su due file e alternati, in cui sono fissati delle piastrine di ottone; il cilindro è coassiale e solidale all’asse di rotazione della macchinetta.

Così i 16 rocchetti, collegati fra loro attraverso il collettore, formano un unico avvolgimento chiuso. In pratica si tratta di una nuova versione dell’anello di Pacinotti.

L’elettrocalamita trasversale è posta in mezzo ai due poli di un’elettrocalamita fissa formata da due cilindri verticali, che si possono avvicinare e allontanare dall’anello, collegati da una staffa in ferro passante in un incavo della base di legno della macchinetta.

Ai poli di questa elettrocalamita sono state aggiunte due armature di ferro, ciascuna delle quali abbraccia per più di un terzo di cerchio l’elettrocalamita trasversale.

Due rotelle metalliche, disposte in posizioni diametralmente opposte rispetto all’asse di rotazione, mettono in comunicazione i due morsetti metallici, posti sul piano di legno della macchinetta, e il collettore. La posizione delle rotelle può girare intorno all’asse ma la posizione migliore è quella normale all’asse che congiunge i due poli dell’elettrocalamita fissa.

Per far funzionare la macchinetta come dinamo occorre ruotare la manovella - fissata alla base di legno e collegata all’asse di rotazione dell’elettrocalamita trasversale - e applicare, contemporaneamente, un campo magnetico esterno, che può essere prodotto avvicinando un magnete permanente o facendo passare un po’ di corrente nell’elettrocalamita fissa.

Il percorso della corrente, una volta generata all’interno dell’elettrocalamita trasversale e raccolta dalle rotelle appoggiate sul collettore, tramite alcuni fili attraversa prima un avvolgimento dell’elettrocalamita fissa e poi l’altro, per arrivare, alla fine, all’altro morsetto posto a potenziale minore.

Così, una volta innescata la produzione di corrente, non c’è più bisogno di magneti permanenti esterni poiché è la corrente prodotta dalla calamita trasversale a rinforzare sempre di più la magnetizzazione delle elettrocalamite fisse e quindi il campo magnetico inducente.

Può succedere anche che nel ferro dolce delle elettrocalamite rimanga un magnetismo residuo che permetta alla dinamo di innescare inizialmente il processo senza avvicinare né un magnete permanente o far girare una corrente.

In realtà leggendo i documenti, Pacinotti, per sperimentare l’elettrocalamita trasversale come dinamo, aveva un magnete permanente al posto dell’elettrocalamita.

Mettendo in comunicazione una pila con i due morsetti la macchinetta funziona da motore. Infatti, la corrente, bipartendosi dal punto di contatto fra la rotella a potenziale maggiore e la piastrina del collettore (e quindi dal punto di giunzione dei due rocchetti collegati a questa piastrina), percorre la calamita trasversale da un lato e dall’altro, fino ad essere raccolta nel punto di contatto con l’altra rotella; poi attraversa le due elettrocalamite ed esce dal morsetto a potenziale minore.

Come abbiamo detto nel paragrafo precedente, in corrispondenza dei punti di contatto collettore-rotelle, sulla calamita trasversale si verranno a formare poli magnetici che, attratti dai poli fissi del campo inducente, tenderanno a farla ruotare e quindi a far funzionare la macchinetta come motore.

Il geniale inventore trascurò tuttavia di brevettare il suo dispositivo. Nel 1865 il Pacinotti si recò a Parigi, nell’officina di Froment, gestita dal successore Doumulin, con lo scopo di farsi costruire l’anello, avendo trovato delle difficoltà a costruirlo in Italia. Un operaio della ditta, che molti pensano essere stato Zenobe Gramme,si fece spiegare dettagliatamente il funzionamento della macchina.

L’affare con Doumulin non andò in porto. Nel 1869 Zenobe Gramme brevettò il suo dispositivo e nel 1871 ne iniziò la fruttuosa produzione industriale.

Negli anni seguenti la vita di Pacinotti trascorse tra reclami e rivendicazioni, anche se la sua priorità scientifica non fu mai messa in dubbio.

“QUI
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DURANTE LA CAMPAGNA DEL 1859
IL SERGENTE VOLONTARIO
ANTONIO PACINOTTI
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A CORRENTE CONTINUA
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NEL MONDO“

GOITO
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