Fisica 2 CdL Ingegneria Elettronica A.A. 2013-2014 Prova scritta - Appello 24/02/2014 1. Un condensatore cilindrico é formato da una armatura interna di raggio R1 = 0.3 cm ed una armatura esterna di raggio interno R2 = 0.8 cm e raggio esterno R3 = 1 cm. Le due armature hanno uguale altezza L = 10 cm. Sulla armatura interna si trova una carica Q = 35 mC. Supponendo che l’armatura esterna sia isolata, determinare il campo elettrico presente in tutti in punti dello spazio (trascurando effetti ai bordi), determinare e calcolare la capacitá del condensatore. - (Facoltativo) Supponendo che l’armatura esterna sia a terra, calcolare l’energia elettrostatica del condensatore. 2. Un solenoide rettilineo di diametro d = 7 cm, lunghezza L = 35 cm e N = 350 spire é percorso da una corrente i = 3 A circolante in senso orario osservando il solenoide dal verso positivo del asse ẑ (asse del solenoide). Il solenoide é riempito completamente di un materiale (n = 1.5 × 1028 m−3 ) i cui atomi acquistano un momento magnetico ~ , H, ~ B ~ medio hmi ~ = 2.5 × 10−28 ẑ A· m2 . Determinare i campi M in tutti i punti dello spazio e calcolare la suscettivitá del materiale specificando se esso é paramagnetico o diamagnetico. - (Facoltativo) Calcolare le densitá di corrente amperiana lineare ~j, superficiale J~ e l’energia accumulata dal campo magnetico. 3. Su un filo indefinito di sezione trascurabile diretto lungo l’asse ŷ di un sistema cartesiano scorre la corrente i(t) = i0 cos(ωt). Calcolare la mutua induttanza fra il filo ed una spira quadrata di lato l = 5 cm posta sul piano x̂ − ŷ a distanza x0 = 10 cm dal filo. Sapendo che spira ha resistenza R = 12 kΩ calcolare la corrente indotta al tempo t = 25 ms se ω = 42 rad/s e i0 = 8 mA. 4. Un’onda elettromagnetica piana polarizzata ellitticamente si propaga nel vuoto lungo il verso positivo dell’asse ẑ. Sui√due semiassi, diretti √ lungo x̂ e ŷ, l’onda assume ampiezza pari a E0x = 2E0 ed E0y = 3E0 √ ~ = 0, z = 0) = 3E0 ŷ, scrivere (E0 = 24V/m). Sapendo che E(t l’espressione del campo elettrico dell’onda e ricavare il campo magnetico distinguendo il caso polarizzazione ellittica in verso orario ed antiorario. Si ricorda che µ0 = 1.26 × 10−6 , ǫ0 = 8.8542 · 10−12 e che e = 1.602 · 10−19 , me = 0.911 · 10−30 , in unitá del Sistema Internazionale. Nota: Per l’esame di Fisica Sperimentale 2 ed Elementi di Fisica della Materia (6CFU) é necessario svolgere solo gli esercizi 1-3.