SCOPO Determinare la posizione del magnetometro integrato in uno smartphoneSTRUMENTIBreadboard 400 pinResistori (assiali) di diversi valoriUn multimetro digitale e uno analgicoSmartphone dotato di magnetometro, utilizzabile ad esempio attraverso l’app PhyphoxFili elettrici (con isolante esterno) e morsetti;Pulsante a 4 pin;Pila ricaricabile da 9V con capacità di 200 mAhFili di rame di lunghezza 1 [m] e 3 [m] (sezione 0.30 ± 0.02 [mm2])Generatore di tensione regolabile (6-20 [V])Lampadine da automobile (fungono da resistenze di potenza)MetroSquadra con bollaMagneti GeomagAsse di legno per supporto al filo (circa 2 [m])Lego per supporto al telefonoPROCEDIMENTOIndividuare approssimativamente la posizione del magnetometro all’interno dello smartphone nel piano 2D individuato dalla lunghezza e dalla larghezza del telefono.Individuare la posizione del magnetometro lungo l’asse perpendicolare al suddetto piano.Eseguire in modo più preciso la misura dello step 1. utilizzando però il metodo della triangolazione. SUGGERIMENTI Prendere conoscenza con l’uso dell’applicazione, riconoscendo l’orientazione degli assi x, y e z del magnetometro rispetto alla geometria del telefono.Se possibile provare a cambiare il materiale con cui costruire il prisma usando plastica più spessa.Prima di effettuare qualsiasi misura, assicurarsi che l’ambiente scelto per la sua esecuzione sia libero da oggetti che possono influenzarla (ad esempio se di materiale metallico o se essi sono di tipo elettrico/elettronico). Questo può essere verificato anche con il magnetometro del telefono, che nelle condizioni ideali deve misurare il contributo dovuto al campo geomagnetico.Ricordarsi che, nei dati in output dall’app Phyphox, sono sempre presenti i contributi del campo geomagnetico locale e del campo di offset generato dai circuiti interni al telefono.Come si può compiere lo step 1. usando un magnete permanente e un metro/calibro.Quale legge esprime l’intensità del campo magnetico generato da un filo rettilineo? Come può essere utilizzata questa legge per migliorare i risultati dello lo step 1. e compiere lo step 2. usando alcuni dei materiali consigliati? Fare attenzione al possibile riscaldamento delle resistenze per effetto Joule.La pila da 9V non è un generatore ideale in quanto è caratterizzata da un valore di resistenza interno. In che modo esso può essere misurato? Il suo valore è costante oppure cambia in funzione della quantità di carica presente nella pila? È opportuno tenerne conto durante la misura?La pila da 9V non è un generatore ideale in quanto è caratterizzata da un valore di resistenza interno. In che modo esso può essere misurato? Il suo valore è costante oppure cambia in funzione della quantità di carica presente nella pila? È opportuno tenerne conto durante la misura?Il metodo della triangolazione consente di individuare la posizione di un oggetto come l’intersezione di tre circonferenze in un piano 2D (o di quattro sfere nello spazio 3D). Questo procedimento può risultare complesso perché richiede nozioni di analisi, si presta però ad una attività interdisciplinare fisico-matematica. Come può essere utilizzata la legge di Biot-Savart a tale proposito?Il magnetometro del telefono coincide con il centro di un sistema di riferimento cartesiano, in cui un asse è perpendicolare al piano dello schermo, mentre gli altri giacciono proprio su questo piano e sono ovviamente perpendicolari tra loro. Come possono essere individuati i versi di questi assi sfruttando la presenza del campo geomagnetico?
