21-Febbraio-2017

FISICA GENERALE 2
21 Febbraio 2017
1) Un conduttore cilindrico “indefinito”, di raggio R = 2.0 mm, è percorso da una corrente di
intensità I = 2.0 A, distribuita uniformemente sulla sua sezione. Calcolare: a) La densità di
energia magnetica nei punti distanti D = R/2 dall’asse del filo; b) L’energia magnetica per
unità di lunghezza immagazzinata nel filo; c) L’induttanza per unità di lunghezza del filo.
2) Si consideri un circuito RC composto da un resistore con resistenza R = 8.0 Ω, un
condensatore con capacità C = 10 pF e un generatore di f.e.m. continua pari a 12 V con
resistenza interna ri = 2 Ω , posti in serie. Nel circuito è inserito un interruttore.
Per tempi t < 0, l’interruttore è aperto; a t = 0, l’interruttore viene chiuso. Calcolare: a) Il
calore dissipato sulla resistenza complessiva del circuito nell’intervallo temporale da t = 0
a t = t*, dove t* è il tempo al quale la carica sulle armature del condensatore è ¾ della
carica massima; b) L’energia elettrostatica immagazzinata dal condensatore al tempo t*.
3) Una sorgente puntiforme posta nel vuoto emette onde elettromagnetiche armoniche di
pulsazione ω in un cono che copre un angolo solido Ω = 40 10-3 sr. A una distanza r = R1 =
2 km dalla sorgente, l’ampiezza del campo elettrico vale E1 = 20 V/m. Scrivere
l’espressione della funzione d’onda per il campo elettrico e per il campo magnetico, e
calcolare: a) L’intensità dell’onda in R1; b) La potenza media della sorgente; c) Le
ampiezze del campo elettrico e del campo magnetico a una distanza r = R 2 = 20 km dalla
sorgente.
Si svolga a scelta uno dei seguenti temi:
A) Circuiti RL in serie – Extracorrenti di chiusura e di apertura (equazione del
circuito, bilancio energetico, energia intrinseca della corrente, densità di
energia magnetica immagazzinata dall’induttore).
B) Equazioni delle onde elettromagnetiche – Partendo dalle equazioni
Maxwell, ricavate nel vuoto e in assenza di cariche libere e correnti
conduzione, derivare le equazioni delle onde elettromagnetiche e discutere
propagazione di un’onda elettromagnetica, ponendosi nell’approssimazione
onda piana.
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