I concetti fondamentali
Completa le seguenti frasi
1
Si chiamano sostanze .................................................. i materiali che possono essere magnetizzati. Gli oggetti
costruiti con questi materiali hanno sempre un polo .................... e un polo .................... e generano nello
spazio intorno a loro un ..................................................................
2
L’esperienza di Oersted dimostra che un filo percorso da corrente genera un
.................................................
............................................
.......................................
L’esperienza di Faraday dimostra che se un filo percorso da
viene immerso in un campo magnetico, subisce una ............................................., il cui
verso è determinabile con la regola della ...................................................
3
Una corrente ha una intensità di 1 ........ se, circolando in due fili .............................. e .............................. molto
lunghi, che distano 1 ........ tra di loro, provoca una forza di ...................................... N su ogni tratto di filo
lungo 1 .........
4
Si definisce 1 coulomb la carica che attraversa, per la durata di ....................................., una .............................. di
filo in cui è presente una .............................. di intensità pari a 1 ampere: 1 C = 1 A × 1 .........
5
Il valore del campo magnetico misurato a una certa distanza da un filo
..............................
..............................
molto
percorso da corrente è direttamente proporzionale all’intensità di ..............................................
e inversamente proporzionale ................................................ dal filo. L’unità di misura del campo magnetico
è il ......................................., il cui simbolo è .............
6
Nella legge di Biot e
.........................................
..............................
compare il termine µ0, il cui nome è
e che vale 4π × 10–7
.....................
.................................................
Attraverso questa legge è possibile ricavare il
valore del campo magnetico al centro di una spira circolare, che risulta ........................................ proporzionale al raggio della spira. In ogni punto dell’asse il campo magnetico è
...........................
7
.......................................
al
che contiene la spira.
Il campo magnetico .............................. a un solenoide infinito è nullo, mentre quello .............................. è parallelo all’asse del solenoide ed è uniforme. Il valore del campo magnetico è ................................................
proporzionale al numero delle spire che compongono il
...................................
e inversamente propor-
zionale alla sua .....................................
8
Si chiama motore ................................... un dispositivo che trasforma l’energia ................................... in energia
......................................
Esso può essere costituito da una spira percorsa da ..........................…..... che ruota in un
..........................................................,
se ogni mezzo giro si inverte il senso della .............................., in modo che la
coppia di forze magnetiche possa mantenere la spira in rotazione.
9
Affinché una spira percorsa da .............................., posta in un campo .............................., possa ruotare, è necessario che il vettore ................................... della spira non sia ................................... ed equiverso al vettore B. Il
prodotto tra il vettore superficie della spira e
....................................................................................
è chiamato mo-
mento magnetico della ...............................
10 Il momento torcente di una spira è ottenuto dal prodotto vettoriale tra il ............................................................
della spira e il vettore del
.....................................................
............................................................;
esso risulta nullo tutte le volte che il vettore
della spira forma un angolo .................... con il vettore B.
11 Lo strumento che misura l’intensità di corrente elettrica si chiama ................................................... Esso deve
essere inserito in
..............................
nel circuito dove passa la
..............................
che si vuole misurare. La
resistenza interna di questo strumento deve essere molto .............................. rispetto alla resistenza totale
del ...............................
12 Lo strumento che misura le differenze di potenziale tra due punti di un circuito percorso da corrente
si chiama ......................................... Esso deve essere collegato in .............................. al circuito e deve avere una
resistenza interna molto .............................. rispetto a quella totale del ...............................
Esercizi
1
Due lunghi fili rettilinei di rame distanti 15 mm sono percorsi da una corrente di intensità rispettivamente 3,5 A e 4,0 A.
Calcola il valore della forza magnetica che agisce su un tratto di filo lungo 3 m.
Quale sarebbe il valore della forza magnetica che agisce su quel tratto di filo se si raddoppiasse
la distanza tra i fili?
2
Ai capi di un filo conduttore rettilineo di lunghezza 2 m, diametro 3 mm e resistività
1,7 × 10–8 Ω · m immerso in un campo magnetico è applicata una differenza di potenziale di
1,5 V. Un dinamometro misura una forza magnetica di 5,3 × 10–7 N che agisce sul filo.
Calcola il valore del campo magnetico in prossimità del filo.
3
Un campo magnetico uniforme è generato da un solenoide lungo 10 cm, composto da 1000 spire,
nel quale circola una corrente di 4 A. Un filo inserito nel solenoide forma un angolo di 30° con il
suo asse ed è percorso da una corrente di 2 A.
Calcola l’intensità della forza magnetica che subisce il filo.
Quanto vale l’angolo tra la forza magnetica e l’asse del solenoide, se la corrente che scorre nel
filo è la metà della precedente?
4
In un circuito elettrico scorre una corrente di 0,5 A. Viene inserito un voltmetro in parallelo a una
lampadina la cui resistenza vale R = 400 Ω. La resistenza interna dello strumento è r = 8000 Ω.
Quanto vale la differenza di potenziale misurata?
5
In una spira circolare scorre una corrente di 100 A; il vettore superficie della spira è inclinato di 45°
rispetto alle linee parallele di un campo magnetico uniforme di 5 mT in cui la spira viene immersa.
Il momento torcente che fa ruotare la spira vale 0,5 N · m.
Calcola il raggio della spira.
Piccole sfide
1
Un anello d’oro su cui è distribuita una carica di π C ruota nel vuoto con velocità angolare costante
ω.
Determina in funzione del raggio r la relazione che serve a determinare il campo magnetico al
centro dell’anello.
Dimostra che l’angolo tra il vettore superficie dell’anello e le linee di un campo magnetico
parallelo e uniforme è indipendente dal valore della corrente ed è minore di 20°, se sono verificate
le seguenti ipotesi:
– il momento magnetico torcente è uguale a quello di una spira quadrata S di lato r;
– nell’anello scorre la stessa corrente della spira S;
– la superficie della spira S è perpendicolare alle linee del campo magnetico.
2
Una spira quadrata indeformabile di massa 1 g e lato l soggetta alla forza peso e un filo rettilineo
molto lungo sono situati nel medesimo piano verticale e percorsi da correnti tali che la corrente che
circola nel filo risulta doppia di quella della spira. Il filo è parallelo al lato superiore della spira.
Determina il valore dell’intensità della corrente circolante nella spira che consenta alla spira
stessa di restare sospesa a una distanza d dal filo.
Calcola l’intensità della corrente nel caso in cui l = d.
