Descrizione

Nel 1825 il sistema astatico fu introdotto nel galvanometro ad ago magnetico dal fisico italiano Leopoldo Nobili (Trassilico, 1784 - Firenze, 1835). Lo strumento in mostra risale al 1868 e venne acquistato dalla Civica Scuola Reale Superiore di Trieste. È costituito da un sistema di due aghi magnetici collegati rigidamente tra loro e posizionati su due piani paralleli, uno sopra l’altro, con le polarità opposte. Il sistema dei due aghi è sospeso, in un recipiente di vetro, mediante un filo di seta. L’ago superiore si trova sopra un disco su cui è riportata una scala in gradi, mentre quello inferiore si trova all’interno di una bobina in cui viene fatta passare la corrente continua da misurare. I piedini regolabili in ottone permettono di livellare la base in legno e quindi tutto lo strumento. La fessura centrale sul disco graduato è orientata parallelamente alle spire della bobina. Il disco e la bobina sono montati su un supporto orizzontale, che può essere ruotato intorno ad un asse coincidente con il filo di sospensione degli aghi. Serviva principalmente a rivelare le correnti elettriche di piccola intensità che circolavano nella bobina di cui è dotato. Il dispositivo è detto astatico, perché vi sono due aghi calamitati (anziché uno solo) disposti uno sopra l’altro a poli contrapposti per annullare l’azione distorcente del campo magnetico terrestre. Se gli aghi fossero identici, anche dal punto di vista magnetico, il sistema sarebbe perfettamente “astatico”, cioè in equilibrio indifferente, non essendo influenzato dal campo magnetico terrestre. Tuttavia, a causa di inevitabili differenze anche per alterazione nel tempo della magnetizzazione degli aghi, questi, in assenza di corrente, si orientano secondo la direzione del meridiano magnetico. Per utilizzare correttamente lo strumento, la bobina e il disco graduato vengono ruotati, prima della misura, in modo che la direzione della fessura e gli zeri della graduazione del disco coincidano con quella degli aghi: in tale condizione la direzione del campo magnetico terrestre è perpendicolare all’asse della bobina. Il passaggio della corrente continua nella bobina genera un campo magnetico ortogonale a quello terrestre, che devia gli aghi torcendo il filo di sospensione. L’ago superiore, che funge da indice, permette di leggerne l’angolo di rotazione che fornisce una misura della corrente. Il galvanometro, pur essendo uno strumento astatico sensibilissimo nel rilevare le correnti, tuttavia non permetteva la determinazione diretta dell’intensità delle correnti. Bisognava infatti costruire delle tavole, proprie di ogni modello, che consentivano di dedurre l’intensità della corrente dall’angolo di deviazione dell’ago magnetizzato. Ogni strumento richiedeva una delicata e laboriosa calibrazione. Uno dei metodi era detto del “moltiplicatore a due fili”.Si avvolgevano simultaneamente sul telaio due fili (coperti con seta) di uguale lunghezza e diametro. Scelta una debole pila, si faceva passare la corrente in un filo e si misurava la deviazione. Poi si inviava la stessa corrente in entrambi i fili e si misurava la deviazione (frutto dell’azione di una corrente doppia della prima). Facendo percorrere i fili da correnti di intensità multiple della prima usata, si costruiva una tavola di corrispondenza tra rotazione e intensità di corrente, almeno in un intervallo di gradi in cui la deviazione cresceva proporzionalmente all’intensità di corrente. Era un’operazione laboriosa e da svolgere con la massima attenzione. Per questo furono inventati dei galvanometri in grado di dare effettiva lettura dell’intensità di corrente senza bisogno di realizzare queste complicate tavole.