I motori: dai più semplici ai più strani!

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1 I motori: dai più semplici ai più strani! Domenico Di Bari Dipartimento Interateneo di Fisica INFN - Bari 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 1

2 Facilius natura intelligitur, quam enarratur Omnia opera quæ vulgo exstant sub nomine (Seneca) 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 2

3 Introduzione Motore: è una macchina capace di trasformare una sorgente di energia, che può essere in forma chimica (in presenza di un combustibile), elettrica o termica, in una energia meccanica o lavoro meccanico continui (i dispositivi capaci di questa trasformazione in modo impulsivo e discontinuo sono detti attuatori; muscoli piezoelettrici, elettrovalvole, relais ecc.). Filosofia: un motore è l'ente che causa il movimento o il cambiamento di altri enti ad esso collegati: Aristotele parlava di "motore immobile", termine ripreso anche da altri filosofi, per indicare la causa prima dell'universo, cioè l'oggetto o il soggetto che (secondo la sua filosofia) stava al principio della catena di cause ed effetti che muoveva il mondo. Motore di ricerca: conversione di energia dell informazione in Lavoro nella società moderna 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 3

4 Classificazione dei motori Motore elettrico motore in corrente continua motore in corrente alternata motore sincrono motore asincrono Motore monofase Motore trifase motore brushless I motori (1/3) Motore termico motore a combustione interna motori volumetrici (il fluido motore agisce in maniera intermittente) movimento alternativo Motore ad accensione comandata (vedi anche ciclo Otto e carburazione) Motore Diesel (vedi anche ciclo Diesel e motore a iniezione) Motore NEVIS (Ciclo Bortone), si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da un sistema camma [1] Motore stellare, in passato applicato sugli aerei a ventola. Motore a 6 fasi isovolumetrico, si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da un sistema camma [2] Motore a pistoni oscillanti movimento rotativo Motore Wankel Quasiturbina Motore trochilico Motore toroidale Motore Britalus Motore Wolfhart

5 I motori (2/3) motori continui (il fluido motore agisce in maniera continua) motore a reazione motore a getto (anche detto esoreattore, utilizzo dell'aria esterna come comburente) motoreattore turboreattore turboventola (o turbofan) turboalbero turboelica propfan statoreattore pulsoreattore motore a razzo (anche endoreattore, comburente interno) motore a razzo chimico Aerospike reazione non chimica motore a ioni motore a fotoni motore a plasma motore nucleare motore ad antimateria

6 I motori (3/3) motore a combustione esterna motore a vapore (vedi anche ciclo Rankine) motore alternativo a vapore turbina a vapore motore Stirling motore rotativo a combustione esterna Altri tipi di motori motore idraulico motore ad aria compressa motore a molla motore molecolare (ambito biologico invece che meccanico)

7 Leonardo da Vinci Dispositivo estremamente complesso concepito per regolarizzare la forza della molla nascosta all'interno del tamburo cilindrico. La corona dentata del cilindro trascina un ingranaggio conoidale a spirale. L'ingranamento continuo e garantito dalla vite senza fine alla base dell'albero dell'ingranaggio conoidale a spirale. La vite, ingranando una ruota dentata che aziona una sezione di cremagliera, trascina una slitta orizzontale alla quale e collegato il tamburo cilindrico. Questo viene cosi spinto verso destra man mano che l'ingranaggio conoidale a spirale discende per azione della vite disposta nella parte superiore dell'albero al quale e solidale. Questa macchina, destinata probabilmente a regolarizzare il movimento di grossi orologi, presenta una variata combinazione di diversi meccanismi elementari: ruota dentata, vite senza fine, molla, ingranaggio conoidale, 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 7

8 Motori elettrostatici Questo modello si trova nel museo Delle scienze di Boston realizzato Per la prima volta da uno studente! 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 8

9 Un motore davvero strano!! 1. D. B. Watson, S. M. Patel, N. P. Sedcole. Ball-bearing motor effect with rolling cylinders. IEE Proc.- Sci. M eas. Technol., Vol. 146, No. 2, March H. Gruenberg. The ball bearing as a motor. American Journal of Physics, Dec. 1978, Vol. 46, Issue 12, pp P. Hatzikonstantinou, P. G. Moyssides. Explanation of the ball bearing motor and exact solutions of the related Maxwell equations. Journal of Physics A: Mathematical and General, Volume 23, Issue 14, pp (1990). 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 9

10 Un motore davvero strano!! Risultati: 1. il motore deve essere avviato; 2. il motore gira indifferentemente nei due sensi; 3. il motore gira sia in corrente continua che in corrente alternata. 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 10

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12 Un motore davvero strano!! Possibili spiegazioni Interpretazione elettromagnetica Interpretazione termodinamica 20/3 22/ Lezioni Galileiane Dip. IA di Fisica - Bari 12

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