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[Risolto] Continuità

  

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Sappiamo che il campo magnetico generato da un solenoide di lunghezza infinita percorso da una corrente di intensità $i$ e avente $n$ spire per unità di lunghezza è dato da:

$$
B=\mu_0 i n
$$

Nel caso, invece, di un solenoide come quello in figura, di lunghezza finita $l$ e raggio $R$, il campo magnetico in un punto dell'asse $x$, coincidente con l'asse del solenoide, a un'ascissa $x$ rispetto al centro del solenoide, è dato dalla seguente formula:

$$
B=\frac{\mu_0 i n}{2}\left[\frac{l+2 x}{\sqrt{(l+2 x)^2+R^2}}+\frac{l-2 x}{\sqrt{(l-2 x)^2+R^2}}\right]
$$

6 rossa

Spiegare gentilmente i passaggi e argomentare.

Autore

(chiedo scusa) Fine del testo: 

Dimostra che questo valore tende a quello dato dall'equazione (*) quando l ----> +oo.

1 Risposta



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$B=\frac{\mu_0in}{2}\left[\frac{l+2x}{\sqrt{(l+2x)^2+R^2}}+\frac{l-2x}{\sqrt{(l-2x)^2+R^2}}\right]$

Facciamo tendere $l$ a $\infty$. Studio i due addendi singolarmente per comodità:

$\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l+2x}{\sqrt{(l+2x)^2+R^2}}$

Nota che $x$ rimane costante, dunque per $l\rightarrow +\infty$ abbiamo che $(l+2x)\approx l$ e dunque possiamo approssimare come:

$\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l}{\sqrt{l^2+R^2}}$

Analogamente abbiamo che $l^2+R^2\approx l^2$ quindi:

$\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l}{\sqrt{l^2}}=\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l}{|l|}=1$

dove $|l|=l$ in quanto $l\rightarrow +\infty$ ed è dunque positivo.

Si procede esattamente allo stesso modo anche nel secondo addendo:

$\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l-2x}{\sqrt{(l-2x)^2+R^2}}=\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{l}{|l|}=1$

Dunque abbiamo che:

$\lim_{l\rightarrow+\infty}\frac{\mu_0in}{2}\left[\frac{l+2x}{\sqrt{(l+2x)^2+R^2}}+\frac{l-2x}{\sqrt{(l-2x)^2+R^2}}\right]= \frac{\mu_0in}{2}[1+1]=\mu_0in$

 

Noemi

 

 

 

@n_f Ciao nf, spero tu stia bene. Sì hai ragione mancava l'ultimo pezzo:

Dimostra che questo valore tende a quello dato dall'equazione (*) quando l ----> +oo.

Tutto bene, finalmente alle porte dell'estate! 🙂



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