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Corso di Laurea in Scienza dei Materiali
Prova scritta di Elettrostatica ed Elettrodinamica
16 Luglio 2004
Risolvere a scelta almeno 3 dei seguenti 5 problemi:
1) Tre palline, ognuna di massa pari a 20 g, vengono sospese con fili di seta, lunghi L1 = 1.25
m ciascuno, da un punto comune. Le palline hanno la stessa carica Q e si dispongono ai
vertici di un triangolo equilatero di lato L2 = 18 cm. Si determinino: (a) la direzione della
forza elettrostatica agente su ciascuna pallina, (b) le componenti verticali e orizzontali
della tensione di ciascun filo, (c) la carica Q di ogni pallina.
2) Un condensatore da 6.0 µF viene collegato in parallelo con un condensatore da 4.0 µF;
una differenza di potenziale di 220 V viene applicata alla coppia di condensatori. Si
determinino: (a) la capacita’ equivalente, (b) la carica su ciascun condensatore, (c) la
superficie delle armature di ciascun condensatore, data una distanza tra le armature di
12.5 µm.
3) Un blocco di materiale conduttore ha una sezione rettangolare di 3.50 cm2, una lunghezza
di 15.8 cm e una resistenza di 935 Ω. Il materiale di cui e’ costituito il blocco ha 5.33 10 22
elettroni di conduzione / m3. Una differenza di potenziale di 35.8 V viene mantenuta tra i
suoi estremi. Determinare: (a) la corrente che attraversa il blocco, (b) la densita’ di
corrente (assumendo che sia uniforme in tutta la sezione del blocco), (c) la velocita’ di
deriva degli elettroni di conduzione, (d) il campo elettrico all’interno del blocco.
4) Nel circuito in figura un amperometro viene inserito nel ramo che contiene R3. (a) Quanta
corrente indichera’ l’amperometro, assumendo che si abbia E = 6.5 V, R 1 = 2.0 Ω, R2 =
4.0 Ω e R3 = 7.5 Ω ? (b) se l’amperometro e il generatore di f.e.m. vengono scambiati di
posto, si faccia vedere che la lettura dell’amperometro resta invariata.
5) L’induttanza di una bobina composta da N spire fittamente avvolte e’ tale che quando la
corrente varia alla velocita’ di 9.0 A/s la f.e.m. indotta e’ di 3.6 mV. Una corrente
stazionaria di 12.5 A genera un flusso del campo magnetico di 40 µWb attraverso
ciascuna spira. Calcolare: (a) l’induttanza della bobina, (b) il numero di spire di cui e’
composta.