Bilance e magnetismo
Perché effettuare pesate con i guanti di gomma sfalsa le misure di una bilancia analitica elettronica?
***
In una bilancia analitica elettronica, il piatto poggia su di un cilindro cavo di metallo che è circondato da un solenoide e si inserisce sul polo interno di un magnete cilindrico stabile (Fig. 2-2).
Una corrente elettrica nella spirale genera un campo magnetico che sostiene o fa sollevare il cilindro, il piatto e il braccio indicatore, e qualunque carico si trovi sul piatto. La deposizione di un oggetto sul piatto fa sì che il piatto ed il braccio indicatore si muovano verso il basso, e ciò fa aumentare la quantità di luce che colpisce la fotocellula del rivelatore di spostamento. L’aumentata corrente proveniente dalla fotocellula viene amplificata e fatta passare nel solenoide, generando un campo magnetico più intenso, che riporta il piatto alla sua posizione di equilibrio originale. Un dispositivo di questo tipo, in cui una modesta corrente elettrica fa sì che un sistema meccanico mantenga una posizione d’equilibrio, viene chiamato servoguida.
La corrente richiesta per mantenere il piatto e l’oggetto in posizione d’equilibrio è direttamente proporzionale alla massa dell’oggetto e viene facilmente misurata, digitata e rivelata.
In un solenoide vuoto, la corrente genera un campo magnetico $\vec B_0$. Quando il solenoide viene riempito con un materiale magnetico, il campo totale $\ve B$ è dato dal contributo $\vec B_0$ della corrente e dal contributo $\vec B_M = μ_0 \vec M$ del mezzo magnetico. In formula
$\vec B = \vec B_0 + \vec B_M = \vec B_0 + μ_0 \vec M$,
dove $μ_0$ è la permeabilità magnetica del vuoto e $\vec M$ è la magnetizzazione del mezzo.
Il campo $\vec B_M$ può comprendere quindi non solo il contributo dell’oggetto da pesare, ma anche quello del campo magnetico generato dal guanto di gomma. In realtà si può pensare che anche la mano nuda che introduce il campione sul piatto di pesata possa generare campi magnetici, ma suppongo che questi siano molto meno intensi di quelli generabili da mezzi paramagnetici come p. es. la gomma e che questo spieghi l’usanza nei laboratori di Chimica di non effettuare pesate indossando guanti di gomma.
Il ragionamento è corretto? Avete altre possibili spiegazioni?
***
In una bilancia analitica elettronica, il piatto poggia su di un cilindro cavo di metallo che è circondato da un solenoide e si inserisce sul polo interno di un magnete cilindrico stabile (Fig. 2-2).
Una corrente elettrica nella spirale genera un campo magnetico che sostiene o fa sollevare il cilindro, il piatto e il braccio indicatore, e qualunque carico si trovi sul piatto. La deposizione di un oggetto sul piatto fa sì che il piatto ed il braccio indicatore si muovano verso il basso, e ciò fa aumentare la quantità di luce che colpisce la fotocellula del rivelatore di spostamento. L’aumentata corrente proveniente dalla fotocellula viene amplificata e fatta passare nel solenoide, generando un campo magnetico più intenso, che riporta il piatto alla sua posizione di equilibrio originale. Un dispositivo di questo tipo, in cui una modesta corrente elettrica fa sì che un sistema meccanico mantenga una posizione d’equilibrio, viene chiamato servoguida.
La corrente richiesta per mantenere il piatto e l’oggetto in posizione d’equilibrio è direttamente proporzionale alla massa dell’oggetto e viene facilmente misurata, digitata e rivelata.
In un solenoide vuoto, la corrente genera un campo magnetico $\vec B_0$. Quando il solenoide viene riempito con un materiale magnetico, il campo totale $\ve B$ è dato dal contributo $\vec B_0$ della corrente e dal contributo $\vec B_M = μ_0 \vec M$ del mezzo magnetico. In formula
$\vec B = \vec B_0 + \vec B_M = \vec B_0 + μ_0 \vec M$,
dove $μ_0$ è la permeabilità magnetica del vuoto e $\vec M$ è la magnetizzazione del mezzo.
Il campo $\vec B_M$ può comprendere quindi non solo il contributo dell’oggetto da pesare, ma anche quello del campo magnetico generato dal guanto di gomma. In realtà si può pensare che anche la mano nuda che introduce il campione sul piatto di pesata possa generare campi magnetici, ma suppongo che questi siano molto meno intensi di quelli generabili da mezzi paramagnetici come p. es. la gomma e che questo spieghi l’usanza nei laboratori di Chimica di non effettuare pesate indossando guanti di gomma.
Il ragionamento è corretto? Avete altre possibili spiegazioni?
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo