Galileo Ferraris e il campo magnetico rotante

I modelli presentati in questa sezione del sito fanno parte di una serie di apparecchi costruiti con l’intento di ripercorrere le tappe più significative degli studi di Galileo Ferraris sul campo magnetico rotante. Essi comprendono esemplari storici riprodotti a scopi didattici e costruiti secondo le tecniche e gli studi d’epoca, e modelli innovativi originali.

 

Mappamondo rotante in campo magnetico rotante, creazione originale (collezione De Rubeis)

Mappamondo rotante in campo magnetico rotante, creazione originale (collezione De Rubeis).

 

Motori storici e sperimentali sul campo magnetico rotante di Galileo Ferraris

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Motore di Ferraris (primo modello, 1885)

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Motore di Ferraris (primo modello, 1885)

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... Read more

Motore di Ferraris (quarto modello, 1886…

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Motore di Ferraris (quarto modello, 1886)

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... Read more

Sfera rotante in campo magnetico rotante…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Sfera rotante in campo magnetico rotante (II)(fai-da-te)

La sfera rotante (II) è un'applicazione originale, della serie dei motori fai-da-te, del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). ll modellino, presentato anche tra la serie dei motori... Read more

Motore di Ferraris (terzo modello, 1886)

Ferraris

Motore di Ferraris (terzo modello, 1886)

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... Read more

Motore di Ferraris (secondo modello, 188…

Ferraris

Motore di Ferraris (secondo modello, 1885)

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... Read more

Bobina rotante in campo magnetico rotant…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Bobina rotante in campo magnetico rotante (III)(fai-da-te)

La bobina rotante (III), chiusa su una lampadina, è un'applicazione originale, della serie dei motori fai-da-te,  del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modellino, presentato anche tra... Read more

Mappamondo rotante in campo magnetico ro…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Mappamondo rotante in campo magnetico rotante

Il mappamondo rotante è un'applicazione originale di Carlo De Rubeis del campo magnetico rotante scoperto da Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modello, un’applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris... Read more

Sfera rotante in campo magnetico rotante…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Sfera rotante in campo magnetico rotante (I)

La sfera rotante (I) è un'applicazione originale del campo magnetico rotante scoperto da Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modello, un’applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (1847 –... Read more

Disco di Newton rotante in campo magneti…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Disco di Newton rotante in campo magnetico rotante

Il disco di Newton rotante è un'applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modello, un’applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (1847 –... Read more

Bobina rotante in campo magnetico rotant…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Bobina rotante in campo magnetico rotante (I)

La bobina rotante è un'applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modello, un’applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (1847 – 1897), è... Read more

Bobina rotante in campo magnetico rotant…

Sperimentazioni sul campo magnetico rotante

Bobina rotante in campo magnetico rotante (II)

La bobina rotante, chiusa su una lampadina, è un'applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris (collezione De Rubeis). Il modello, un’applicazione originale del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris... Read more

La scoperta del campo magnetico rotante

Galileo Ferraris (1847 – 1897), ingegnere e scienziato italiano, scoprì il campo magnetico rotante e ideò il motore elettrico in corrente alternata.
Nel 1885 Galileo Ferraris, in seguito a considerazioni puramente teoriche, prevedendo che mediante correnti variabili si potessero produrre fenomeni simili a quelli della luce polarizzata, arrivò a capire come ottenere la rotazione di un campo magnetico:

Un giorno avevo avuto gravi motivi per inquietarmi, tanto gravi, che non avevo potuto ricuperare la tranquillità dell’animo nemmeno nel tempo che avevo passato, per il pranzo, in famiglia. Uscito di casa mi portai tutto solo a passeggiare lungo il Po, e, per distrarmi, ripensavo ai miei primi studi di ottica; tra l’altro ripensavo alla polarizzazione della luce, a quelle vibrazioni nelle due direzioni perpendicolari tra loro, e mi chiesi che avverrebbe se si trattasse di vibrazioni elettromagnetiche. Il giorno appresso mi recai al Museo Industriale, mi feci costruire alla meglio, come si poteva improvvisandolo, l’apparecchio, e vidi che la cosa andava.

Galileo Ferraris

Il motore a induzione asincrono di Galileo Ferraris

A seguito della scoperta realizzò, nello stesso anno, il primo modello di motore in corrente alternata. L'apparecchio era formato da due bobine di uguali dimensioni fissate perpendicolarmente tra loro (secondo la disposizione schematica indicata in figura); nello spazio compreso fra le bobine era fissato un cilindro cavo di rame. Alimentando le bobine con due correnti alternate, sfasate tra loro di un quarto di periodo, si generava, nello spazio compreso tra esse, un campo magnetico rotante tale che il cilindretto di rame sospeso tendeva a ruotare torcendo il filo di sospensione. Le correnti alternate sfasate di 90° avevano la stessa frequenza e lo stesso valore efficace per cui il campo magnetico ruotava con velocità angolare ed intensità costanti compiendo un giro per ogni periodo della corrente. Nei successivi modelli realizzati da Ferraris (secondo motore del 1885, terzo motore del 1886 e quarto motore del 1886) il sistema di sospensione era realizzato con perni e cuscinetti così che si osservava la rotazione continua del cilindretto sul suo albero.

Schema della disposizione e del funzionamento del primo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris

Schema della disposizione e del funzionamento del primo modello di motore a campo magnetico rotante di Galileo Ferraris.

Il funzionamento come motore deriva dal fatto che il campo magnetico rotante, scorrendo di fronte alle singole generatrici del cilindro, genera in esso, per la legge di Faraday, delle correnti indotte che, per la legge di Lenz, si oppongono alla causa che le ha generate. L'interazione tra il campo generato da queste stesse correnti ed il campo magnetico rotante produce quindi delle forze “di reazione” che, agendo sul cilindro mobile, hanno per risultante una coppia che lo trascina in rotazione nel verso concorde a quello del campo rotante
I motori di Ferraris sono motori a induzione e vengono chiamati asincroni perché la velocità di rotazione dell'albero non coincide con la velocità di rotazione del campo magnetico rotante come avviene nei motori sincroni. L'asincronia è la causa del moto: è infatti la differenza di velocità tra il cilindro rotore ed il campo magnetico rotante a causare la variazione di campo magnetico che induce una corrente elettrica che a sua volta genera la coppia che mette in rotazione il cilindro.
Grazie alla scoperta del campo magnetico rotante e, in seguito, grazie all'introduzione del sistema trifase di distribuzione dell'energia elettrica, si diffuse rapidamente l'uso del motore asincrono, tuttora la macchina elettrica a campo magnetico rotante maggiormente diffusa nel mondo.
Quasi tutti gli apparecchi fatti costruire da Galileo Ferraris furono distrutti, insieme ai cimeli di A. Volta, nell'incendio che si sviluppò l'8 luglio 1899 durante l'Esposizione Nazionale elettrica di Como. I pochi resti, già danneggiati, furono definitivamente distrutti nell'incendio del Politecnico di Torino causato da un bombardamento il 9 dicembre 1942.

 

Unico documento fotografico rimasto dei cimeli originali con cui Galileo Ferraris eseguì gli esperimenti sul campo magnetico rotante

L’immagine riportata è l’unico documento fotografico rimasto dei cimeli originali con cui Galileo Ferraris eseguì gli esperimenti sul campo magnetico rotante; la fotografia fu eseguita prima del 7 marzo 1897 e riprodotta negli Atti dell’Associazione Elettrotecnica Italiana.