Conferma svolgimento esercizio campo magnetico

Messaggioda floppyes » 22/08/2014, 21:37

Ciao a tutti!

Volevo chiedervi se secondo voi è giusto lo svolgimento del seguente esercizio.

Testo:
In un conduttore cilindrico cavo fluisce una corrente \( \displaystyle i \) di densità \( \displaystyle j \) uniforme su tutta la sezione compresa fra le superfici cilindriche coassiali aventi raggi \( \displaystyle r_1 \) e \( \displaystyle r_2>r_1 \) . Dopo aver espresso \( \displaystyle j \) in funzione degli altri parametri del problema, calcolare il campo magnetico \( \displaystyle B \) nei punti interni a distanza \( \displaystyle r_1
Soluzione.
Esprimo \( \displaystyle j \) in funzione degli altri parametri, quindi:
\( \displaystyle j=\frac{i}{A}=\frac{i}{ \pi (r_2^2-r_1^2)} \)

Adesso calcolo il campo magnetico applicando la Legge di Ampere.
\( \displaystyle \int Bdl=\mu_0 i_c \)

L'integrale di \( \displaystyle B \) è la superficie che considero quindi \( \displaystyle B2 \pi r \)

Devo ora calcolare la seconda parte dell'equazione, essendo \( \displaystyle i_c \) una corrente concatenata avrò:
\( \displaystyle \mu_0 \int_{S} j dS \)

La \( \displaystyle j \) è costante perché ho già calcolato quanto vale, quindi posso portarla fuori dal segno dell'integrale. Mi rimane allora:
\( \displaystyle j \mu_0 \int_S dS= \mu_0 j \int_{r_1}^{r} 2 \pi r dr = 2 \pi \mu_0 j ( \frac{r^2}{2}-\frac{{r_1}^2}{2}) \)

Mettendo assieme tutta l'equazione e sostituendo a j il suo valore ottengo:
\( \displaystyle 2 B \pi r = \frac {i \pi \mu_0 (r^2-r_1^2)}{r_2^2-r_1^2) \pi} \)

E quindi l'equazione finale del campo:
\( \displaystyle B= \frac{\mu_0 i (r^2-r_1^2)}{2 \pi r(r_2^2-r_1^2)} \)

Il risultato è corretto, però non so se il mio ragionamento fila o meno :-D :-D

Grazie
Buona serata
Ciaoo :D
floppyes
Average Member
Average Member
 
Messaggio: 308 di 828
Iscritto il: 04/06/2011, 17:16

Re: Conferma svolgimento esercizio campo magnetico

Messaggioda RenzoDF » 22/08/2014, 22:15

Per essere giusto è giusto ma forse un po' macchinoso, io direi che ricordando la legge di Ampere e vista la simmetria assiale, il campo magnetico H poteva essere ricavato direttamente dal rapporto fra la corrente concatenata alla generica circonferenza di raggio r e la lunghezza della stessa

$H= \frac{i(r)}{2\pi r}=\frac{j (\pi r^2-\pi r_1^2)}{2\pi r} =\frac{i }{2\pi r}\frac{(r^2-r_1^2)}{(r_2^2-r_1^2)}$

senza integrale ferire.
"Il circuito ha sempre ragione" (Luigi Malesani)
RenzoDF
Cannot live without
Cannot live without
 
Messaggio: 44 di 15474
Iscritto il: 06/08/2014, 09:08

Re: Conferma svolgimento esercizio campo magnetico

Messaggioda floppyes » 26/08/2014, 18:17

Ciao!

Grazie della risposta, ma non ho capito bene che passaggio hai fatto!

Come mai la corrente può essere trovata dal rapporto tra la corrente lunga la circonferenza e la lunghezza della circonferenza?

Grazie mille
Ciaoo :)
floppyes
Average Member
Average Member
 
Messaggio: 309 di 828
Iscritto il: 04/06/2011, 17:16

Re: Conferma svolgimento esercizio campo magnetico

Messaggioda RenzoDF » 27/08/2014, 11:38

floppyes ha scritto:... Come mai la corrente può essere trovata dal rapporto tra la corrente lunga la circonferenza ...

Non la corrente "lunga" la circonferenza, ma la corrente concatenata con la circonferenza; null'altro che l'applicazione della legge di Ampere in forma "idraulica", ovvero semplificata grazie alla simmetria, che porta a linee di forza circolari con centro sull'asse del sistema e ad un campo magnetico H costante e tangente alla linea stessa; ne segue che la circuitazione di $H$ lungo una generica circonferenza di raggio $r$ si può scrivere semplicemente come

$\oint_{L}\vec{H}\cdot \text(d) \vec{l}=HL=2\pi rH=I_{conc}$
"Il circuito ha sempre ragione" (Luigi Malesani)
RenzoDF
Cannot live without
Cannot live without
 
Messaggio: 83 di 15474
Iscritto il: 06/08/2014, 09:08

Re: Conferma svolgimento esercizio campo magnetico

Messaggioda floppyes » 27/08/2014, 15:01

Ciao!

Perfetto grazie mille ora mi torna tutto :)

Grazie
Ciao :)
floppyes
Average Member
Average Member
 
Messaggio: 313 di 828
Iscritto il: 04/06/2011, 17:16


Torna a Fisica, Fisica Matematica, Fisica applicata, Astronomia

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Nessuno e 1 ospite