Soluzione_Esame_15092014

Corso di Laurea in Ottica e Optometria
Esame fisica II 15/09/14
a.a. 2013/2014
Soluzioni
1) Calcolare il campo elettrico e il potenziale al centro di un quadrato di lato 10 cm ai cui
vertici si trovano 4 cariche uguali Q = 5x10-10 C
Per simmetria il campo elettrico al centro del quadrato è nullo. Basta considerare il campo
dovuto alle cariche ai vertici opposti che sono uguali e contrari.
Il potenziale elettrico dovuto a una carica è:
VQ = Q/l*sqrt(2)/2 = 127,28 V.
Il potenziale totale è uguale alla somma dei potenziali delle 4 cariche, per cui:
Vtot=4VQ= 509,12 V.
2) Ad un impianto industriale vengono forniti 100 kW di potenza su una linea a 5 Ohm
alimentata a 10000 V. Quanto sarebbe ridotta la potenza dissipata per effetto Joule se la
stessa linea fosse alimentata a 50000 V?
La potenza dissipata dalla linea di alta tensione è data da:
P = i2xR. La corrente erogata sulla linea è data da :
i = 100 kw/10000V = 10 A.
da cui P dissipata = 500 W
Se la linea fosse alimentata a 50000 V la corrente sarebbe uguale a 2 A per una potenza
Dissipata pari a 20 W
3) Calcolare il campo di induzione magnetica al centro di un solenoide con una densità di
spire pari a 500 spire/m e percorso da una corrente i = 5 A? Si introduce poi un nucleo di
ferro con permeabilità magnetica μr = 3000. Quanto vale ora il campo di induzione
magnetica?
Il campo di induzione magnetica per un solenoide vale:
B=μ0μriN/L
In aria avremo B = 3.14 x 10-2 T
Nel ferro B = 94,25 T