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[Risolto] Induzione elettromagnetica e derivate

  

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INDUZIONE ELETTROMAGNETICA DERIVATE

In una regione di spazio viene registrato un campo magnetico uniforme nello spazio e variabile nel tempo secondo la legge temporale $B(t)=B_{\max } \sin (\omega t) .$ Sempre in tale regione si trova un solenoide costituito da $N$ spire circolari, di rame, con asse parallelo al campo magnetico. Siano $d$ e $d$ ' rispettivamente il diametro di ciascuna spira e il diametro del filo di cui è costituita la generica spira. Sono noti i seguenti dati:
$$
N=5000, B_{\max }=2,000 \cdot 10^{-2} \mathrm{~T}, \omega=500,0 \mathrm{rad} / \mathrm{s}, d=5,000 \mathrm{~cm}, d^{\prime}=1,000 \cdot 10^{-3} \mathrm{~m}
$$
a. Calcola la resistenza del solenoide.
b. Come varia il flusso del campo magnetico $\vec{B}(t)$ nel tempo?
c. Determina l'espressione della corrente indotta nel solenoide.
d. Calcola il valore della corrente nel secondo istante in cui il campo magnetico si annulla.
(Assumi per la resistività $\rho$ del rame il seguente valore $0,0168 \Omega \cdot \mathrm{mm}^{2} / \mathrm{m}$ ).
$$
\left[16,80 \Omega ; \frac{\mathrm{d} \Phi(t)}{\mathrm{d} t}=\frac{500 \mathrm{~V}}{16} \pi \cos (500,0 \mathrm{rad} / \mathrm{s} \cdot t) ;-(5,844 \mathrm{~A}) \cos (500,0 \mathrm{rad} / \mathrm{s} \cdot t) ; 5,844 \mathrm{~A}\right]
$$

Qualcuno riesce ad aiutarmi con il punto d , perché proprio non saprei come farlo

BE2033C5 B03B 4AFB A206 8ECE3991C421

 

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d.

flusso concatenato col solenoide  --> phic = N*phi = N*B*S = N*B*pi*d²/4

per la legge di Faraday sorge , nel solenoide,  una fem :

e(t) = - dphic/dt

tale fem produce nel solenoide una corrente i(t):

i(t) = e(t)/R = -(dphic/dt)/R = -(d(N*B*S)/dt)/R = -N*S(dB/dt)/R = -pi*d²/4*N*Bmax*w*cos(wt)/R = - 5.84373633480...cos(wt) = ~ - 5.844cos(w*t)

nel secondo istante in cui B si azzera t" è :

w*t" = pi ---> 180°

{utilizzo pe R il risultato del testo 16.8 ohm}

i(t) = -pi*d²/(4*R)*N*Bmax*w*cos(w*t") = -pi*0.05^2/4*5000*0.02*500*cos(pi)/16.8 = 5.84373633480... =~5.844 A --->OK!



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