Notizia

Jun 22, 2023

L'immortalità elettrostatica di James Wimshurst

The British engineer James Wimshurst did not invent the machine that bears his

L’ingegnere britannico James Wimshurst non ha inventato la macchina che porta il suo nome. Ma grazie ai suoi numerosi perfezionamenti apportati a un tipo distintivo di generatore elettrostatico, ora abbiamo la macchina dell'influenza di Wimshurst.

Le macchine d'influenza risalgono al XVIII secolo. Sono una classe di generatori che converte il lavoro meccanico in energia elettrostatica attraverso l'induzione. Entro la metà del XIX secolo, i fisici tedeschi Wilhelm Holtz e August Toepler avevano sviluppato ciascuno un modello caratterizzato da dischi di vetro verticali rotanti. Fu con questo tipo di generatore che Wimshurst iniziò ad armeggiare nel suo laboratorio di casa all'inizio degli anni ottanta dell'Ottocento. Nel 1883 aveva consolidato il suo progetto.

La macchina Wimshurst così come esiste oggi ha due dischi isolati, spesso realizzati in plastica ma talvolta ancora in vetro, con piastre conduttrici metalliche posizionate attorno ai bordi. I dischi sono montati su un unico asse e ruotano in direzioni opposte quando vengono azionati da una manovella.

Mentre i dischi ruotano, una piccola carica iniziale, positiva o negativa, su una piastra metallica si sposterà verso una spazzola a doppia estremità sul secondo disco. Quando la piastra si allinea con la spazzola, indurrà una carica uguale e opposta sulla piastra che si trova direttamente di fronte ad essa sull'altro disco. La carica risultante a sua volta provoca una carica opposta su una piastra del primo disco. Nel frattempo, le piastre del secondo disco inducono cariche sul primo disco. I pettini collettori metallici separano le cariche in positive e negative e le conducono a due condensatori a bottiglia di Leida. L'accumulo alla fine si scarica con una scintilla che salta lo spazio tra due terminali e il processo ricomincia. Una macchina Wimshurst da tavolo potrebbe produrre fino a 50.000 o 60.000 volt, come dimostra questo video:

Animalo - Macchina Wimshurstwww.youtube.com

Il design semplice era facile da riprodurre e da utilizzare, e così le macchine Wimshurst trovarono la loro strada nei laboratori, nelle scuole e persino nelle case dei ricchi vittoriani. A causa dell'alto voltaggio che potevano produrre, le macchine furono usate per eccitare i tubi di Crookes e generare raggi X per l'imaging medico all'inizio del XX secolo.

Quando Wimshurst morì improvvisamente nella sua casa il 3 gennaio 1903 all'età di 71 anni, gli editori di Nature lo trovarono degno di un necrologio. Ventinove anni dopo, nel centenario della sua nascita, Nature pubblicò nuovamente una nota definendolo "tra i più noti inventori di macchine elettriche dell'ultima parte del XIX secolo". Eppure, per quanto ne so, non esiste una biografia completa e dedicata dell'uomo. In effetti, la maggior parte delle ricerche online rivelano la stessa serie di dettagli annotati nei rapporti originali di Nature: era il figlio del costruttore navale Henry Wimshurst (il costruttore pionieristico della nave a propulsione a vite Archimede); apprendista presso la Thames Iron Works; ispettore navale presso il Lloyd's Register; dal 1865 al 1874, capo del registro degli assicuratori di Liverpool; e infine per gli ultimi 25 anni della sua vita lavorativa, fino al raggiungimento dell'età pensionabile obbligatoria di 67 anni, principale maestro d'ascia perito dell'Ente di Commercio.

James Wimshurst ha sviluppato le sue macchine omonime nel tempo libero. Di giorno lavorava come carpentiere geometra per il British Board of Trade. Antônio Carlos M. de Queiroz/Wikipedia

Le attività elettriche di Wimshurst erano interamente un hobby, qualcosa che faceva nel tempo libero nella sua casa di Clapham, nel sud-ovest di Londra. Con l'aiuto dei suoi due figli, creò un laboratorio e un'officina dove armeggiò con le macchine dell'influenza fino a perfezionare il suo design. Wimshurst ha realizzato più di 90 delle sue macchine omonime. La maggior parte si adatta facilmente al ripiano di un tavolo, come questo conservato al Science Museum di Londra, che misura 56 x 67 x 30,5 centimetri. Ma ha anche creato una macchina eccezionalmente grande, alta 2,1 metri, esposta al Museo della Scienza e dell'Industria di Chicago. (La macchina nella foto in alto si trova allo Yale Peabody Museum of Natural History, a New Haven, nel Connecticut. È stata prodotta in Germania e venduta negli Stati Uniti da James W. Queen & Co.)