Home page » Attività » Mostre ed esposizioni » Antonio Pacinotti. La realizzazione dei “Sogni” » 3 - Interruttore di Foucault, XX secolo

3 - Interruttore di Foucault, XX secolo

Si tratta di un esemplare di interruttore a mercurio, ideato da Jean Bernard Léon Foucault (1819-1868).

Sostituì gli interruttori a martelletto, nei quali i contatti, anche se di platino, venivano logorati dalla scintilla e, nei grandi modelli, si rischiava addirittura che fondessero.

L'esemplare che qui viene presentato è un modello classico che è montato su una piattaforma rettangolare in legno.

È essenzialmente costituito da due interruttori a mercurio identici: uno, che chiameremo interruttore principale, per il circuito di alimentazione del primario del rocchetto di Ruhmkorff e l'altro, che chiameremo interruttore ausiliario, per il circuito di alimentazione di una elettrocalamita costituita da due bobine verticali avvolte nei rami di un nucleo di ferro dolce ad U.

Sulla piattaforma rettangolare di sostegno in legno, parallelamente ai lati più lunghi, sono fissati quattro morsetti serrafili verticali da una parte e quattro dall'altra.

Da una parte, a due di essi vengono collegati i poli del generatore che, tramite un commutatore, alimenta il primario del rocchetto; agli altri due viene collegata la pila che alimenta, tramite un altro commutatore l'elettrocalamita. Di quelli dell'altra parte, due servono per il collegamento del primario del rocchetto di Ruhmkorff e gli altri due per l'eventuale collegamento di un condensatore.

Tutti i collegamenti delle varie parti del dispositivo, con i commutatori e con i morsetti d'uscita, sono effettuati tramite larghe strisce di rame a vista sulla piattaforma di sostegno in legno.

Ciascuno dei due interruttori è costituito da un bicchiere di vetro, riempito di mercurio ricoperto da un sottile strato di alcool, nel quale pesca dall'alto un'asticciola di ottone con la punta di platino che viene bagnata dall'alcool e penetra leggermente nel mercurio. Il bicchiere è fissato ad un sottofondo di rame al quale è saldato nel centro un piccolo elettrodo di platino che, penetrando nel bicchiere dal fondo, è in contatto con il mercurio. Ciascuno dei due interruttori è fissato alla piattaforma di legno tramite un sostegno di ottone che è collegato con il commutatore e quindi con uno dei poli del corrispondente generatore. L'asticciola con punta di platino dell'interruttore principale è fissata all'estremità del braccio più lungo di una leva di ottone a bracci diseguali; questa, invece d'essere appoggiata, è fissata trasversalmente ad una laminetta elastica di rame verticale sorretta, a sua volta, da un robusto supporto in ottone, tramite un gambo a cremagliera che consente di regolarne l'altezza. Il supporto di ottone comunica con uno dei due morsetti per il collegamento del primario del rocchetto di Ruhmkorff; l'altro morsetto è collegato con il commutatore e quindi con l'altro polo del generatore. In questo modo il primario del rocchetto di Ruhmkorff ha uno degli estremi collegato direttamente con uno dei poli del generatore e l'altro estremo collegato con l'altro polo, attraverso l'interruttore a mercurio.

Anche l'asticciola con punta di platino dell'interruttore ausiliario è fissata al braccio più lungo della leva di ottone; ma in posizione centrale. Essa, attraverso il braccio stesso, la laminetta di rame e il suo supporto, è collegata ad uno dei terminali dell'elettrocalamita. L'altro terminale dell'elettrocalamita è collegato direttamente al commutatore e quindi all'altro polo della pila. In questa maniera l'elettrocalamita ha uno dei terminali collegato direttamente con uno dei poli della pila e l'altro con l'altro polo attraverso l'interruttore a mercurio. La laminetta elastica di rame è sormontata da un'asta di acciaio munita di un contrappeso sferico di ottone che può essere fissato ad altezze diverse; essa, quando viene allontanata dalla posizione di equilibrio e poi lasciata libera, compie delle oscillazioni la cui frequenza dipende dall'altezza a cui il contrappeso è stato fissato. All'estremità del braccio più corto della leva è fissata una sbarretta di ferro dolce (armatura) che cade in prossimità delle espansioni dell'elettrocalamita. In condizioni di riposo le punte di platino dei due interruttori sono in contatto con il mercurio e se si chiudono i due circuiti, il primario e l'elettrocalamita vengono attraversati dalla corrente. il nucleo dell'elettrocalamita si magnetizza e attira l'armatura mobile facendo abbassare il braccio a cui l'armatura è sospesa; l'altro braccio si solleva staccando il contatto tra le punte di platino e il mercurio dei due interruttori. La corrente nel primario del rocchetto viene così bruscamente interrotta; ma, essendo interrotta anche nell'elettromagnete, viene a mancare l'attrazione dell'armatura da parte del nucleo di ferro dolce. La reazione elastica della laminetta di rame riporta la leva nella posizione di riposo e i due circuiti vengono nuovamente chiusi.

Fintanto che i generatori rimangono collegati, il processo continua con una frequenza che dipende dalle caratteristiche elastiche della laminetta di rame, dalla massa del contrappeso e dall'altezza a cui è fissato.

Lo strato di alcool sovrapposto al mercurio attenua l'extracorrente e la scintilla e, oltre a ridurre l'ossidazione e il deterioramento delle punte di platino, rende l'interruzione più rapida e la tensione nel secondario più elevata. Le prestazioni del dispositivo possono essere ulteriormente migliorate derivando un condensatore agli estremi dell'interruttore principale.