** ITN - Caboto - Gaeta ** Fisica - prof. Vindice Luigi **IISS-Caboto- Gaeta**Fisica-prof. Vindice Luigi- ESERCIZI SU: CAMPO ELETTRICO e la DIFFERENZA DI POTENZIALE - FLUSSO MAGNETICO E CORRENTI INDOTTE /////////////////////// IL CAMPO ELETTRICO e la DIFFERENZA DI POTENZIALE Esercizio Facciamo l’ipotesi di avere una carica elettrica Q che genera un campo elettrico nel vuoto e che a distanza d agisce con una F, da determinare, su una carica q. A questo punto la carica q viene spostata di s ovvero da un punto A ad un punto B. Calcolare la Differenza di potenziale presente tra A e B. ** Dati: Q=2,8x10-2C ; d= 2x10-2m ; q=2x10-6C ; F=? ; s= 3x10-1m ; V=? Troviamo l'intensità del campo elettrico a distanza d generato dalla carica elettrica Q E k r Q d2 Trovandoci nel vuoto r=1 Nm2 9 10 2 2,8 10 2 C 9 2,8 9 2 4 N 11 N C E 10 6 , 3 10 1 (2 10 2 m)2 4 C C 9 Calcoliamo la forza che agisce su q per effetto di tale campo F E q 6,3 1011 N 2 106 C 6,3 2 10116 N 12,6 105 N 1,3 106 N C Calcoliamo il lavoro che effettua il campo elettrico per spostare di s tale carica (ipotizzando F costante) nello stesso verso e direzione. Lo spostamento s fa in modo di spostare la carica elettrica tra un punto iniziale A e uno finale B. L F s 1,3 106 N 3 101 m 3,9 105 J Troviamo ora la differenza di potenziale a meno del segno meno. pag.1 **IISS-Caboto- Gaeta**Fisica-prof. Vindice Luigi- L 3,9 105 J V 2 10V 20V q 2 10 6 C E' il caso di notare che alcuni passaggi potevano essere risparmiati. Infatti L F s Eqs V ==> V E s q q q Quindi la procedura completa di cui sopra serve solo per esercitazione. ///// pag.2 **IISS-Caboto- Gaeta**Fisica-prof. Vindice Luigi- FLUSSO MAGNETICO E CORRENTI INDOTTE Abbiamo una spira di raggio r percorsa da una corrente i . Trovare l'intensità del campo magnetico B emesso da questa spira. ( 0 4 107 T m nel vuoto). Trovare il flusso del A campo magnetico che attraversa questa spira (tale flusso è perpendicolare alla spira). Facciamo l'ipotesi che tale flusso varia fino a dimezzarsi, quindi si ha una , in un intervallo di tempo t, trovare la differenza di potenziale V ai capi di tale spira per effetto di tale . Citare la legge di Lenz e la legge di Faraday-Neumann. ** Dati: r=200cm ; i =0,5A ; B= ? ;.=?; .=?;t=4s ; V=? ** Troviamo l'intensità del campo magnetico B emesso dalla spira di raggio r e nella quale vi è un flusso di corrente i. 0 4 107 B T m A 0 i permeabilità magnetica nel vuoto. 2 r 4 3,14 10 7 2 T m A 0,5 A 0,16 10 7 T 2m Troviamo il flusso del campo magnetico attraverso la spira Troviamo l'area della spira A r 2 3,14 (2m)2 12,56m2 A B 12,56m2 0,16 107 T 2 107Wb Tenere presente che 1 Wb 1 T m2 con Wb= Weber unità di misura del campo magnetico Troviamo la variazione del flusso del campo magnetico attraverso la spira pag.3 **IISS-Caboto- Gaeta**Fisica-prof. Vindice Luigi- 2 107Wb 10 7Wb 2 2 Troviamo la differenza di potenziale causata ai capi della spira a causa della variazione del flusso in t 107Wb v 0,25 107V t 4s Facciamo una verifica dimensionale Il campo magnetico B ha come unità di misura il Tesla T Visto che B A B v t F i l si ha che dimensionalmente si ha che dimensionalmente ==> [ N A m [] Wb m2 T Wb m T ] t s s 2 [ B] T m2 N A m m N J J V s A s C s C s La legge di Faraday-Neumann dice che La d.d.p. indotta in un circuito chiuso è direttamente proporzionale alla variazione di flusso magnetico e inversamente proporzionale all’intervallo di tempo in cui avviene tale variazione. Inoltre al Legge di Lenz (1804-1865) dice che Una corrente indotta circola sempre in verso tale da creare un campo magnetico indotto che si oppone alla causa che l’ha generata, cioè alla variazione di flusso. pag.4