esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda studente-studente » 21/05/2017, 16:50

Ciao, credo prioprio di avere ancora qualche problema con i fili e il campo magnetico!! Spero possiate aiutarmi ancora :oops:
Tre lunghi fili conduttori sono tra loro paralleli e disposti ai vertici di un triangolo equilatero di lato $2a$. Essi sono percorsi dalla stessa corrente $i$ concorde all'asse x. Calcolare:
a) Il campo magnetico nel centro C.
b) La forza per unità di lunghezza sul filo disposto in P.


Immagine

Io ho fatto così:

Immagine

Ho ipotizzato per comodità i tre fili differenti per fare la figura, ho scritto i tre campi:
(r distanza tra i fili e il centro C e $\theta=30°$)
\(\overrightarrow{B_1} =\frac{\mu_o i_1}{2\pi r}(cos\theta\overrightarrow{u_z}-sin\theta\overrightarrow{u_y})\)
\( \overrightarrow{B_2} =\frac{\mu_o i_2}{2\pi r}(-cos\theta\overrightarrow{u_y}-sin\theta\overrightarrow{u_z}) \)
\( \overrightarrow{B_3} =\frac{\mu_o i_3}{2\pi r}\overrightarrow{u_y} \)

Poi sommo vettorialmente e calcolo il modulo-
Il libro sostiene che il campo sia nullo e dal sistema in effetti avevo il dubbio.. ma dai calcoli non mi risulta, perché?
Li ho controllati più volte ma non trovo soluzione
Vi ringrazio sempre in anticipo!
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda mgrau » 21/05/2017, 16:57

Che il campo sia nullo si vede senza far calcoli, dalla simmetria: sa dal centro tracci i tre segmenti verso i tre fili, questi formano angoli di 120° fra di loro. I tre vettori B sono perpendicolari a questi, quindi anche loro formano angoli di 120°; i moduli dei vettori B sono tutti uguali, e alla fine, tre vettori di uguale modulo a 120° l'uno con l'altro hanno somma nulla, come si vede subito.
Nel tuo disegno, B2 è sbagliato come direzione.
Il secondo punto non l'ho capito. Cos'è il punto P?
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda studente-studente » 22/05/2017, 07:46

In effetti B2 dovrebbe fare un angolo di 90° con il segmento che unisce il filo 2 ed il centro.. ma oltre questo non capisco cosa ha di sbagliato il mio disegno.. intendo dire: me ne sarei dovuto accorgere subito dalla geometria però i calcoli dovrebbero confermare, continuo a guardare i miei calcoli ma non vedo l'errore.

Mi scuso, P è situato nel filo 3.
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda mgrau » 22/05/2017, 09:15

L'errore dei calcoli deriva dall'errore del disegno. Hai chiamato $theta$ l'angolo fra z e $B_1$, e hai supposto che anche l'angolo fra y e $B_2$ fosse $theta$, ma non è così, perchè $B_1$ e $B_2$ NON sono perpendicolari, come invece li hai disegnati.

La forza sul filo 3 è dovuta alle correnti in 1 e 2, che in modulo sono uguali, e formano fra di loro lo stesso angolo che c'è fra i lati 1-3 e 2-3, cioè 60°.
La somma di due vettori di ugual modulo $A$ angolati di 60° ha modulo $sqrt(3) A$. La direzione è inclinata di 30° a destra rispetto a z
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda studente-studente » 22/05/2017, 09:31

mgrau ha scritto:L'errore dei calcoli deriva dall'errore del disegno. Hai chiamato $theta$ l'angolo fra z e $B_1$, e hai supposto che anche l'angolo fra y e $B_2$ fosse $theta$, ma non è così, perchè $B_1$ e $B_2$ NON sono perpendicolari, come invece li hai disegnati.


Aaaah, giusto

mgrau ha scritto: La direzione è inclinata di 30° a destra rispetto a z

Ma non dovrebbe essere diretta verso z senza inclinazione? Proprio per il fatto che le due forze hanno la stessa angolazione
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda mgrau » 22/05/2017, 09:45

Scusa, ho sbagliato la disposizione dei fili, ho scambiato 2 e 3. Però no, non è diretta come z, ma come y (-y, se prendiamo i versi che hai messo tu: vanno tutte e due a sinistra)
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda studente-studente » 22/05/2017, 10:09

mgrau ha scritto:Però no, non è diretta come z, ma come y (-y, se prendiamo i versi che hai messo tu: vanno tutte e due a sinistra)


Probabilmente tu intendi dire che vanno a sinistra i campi che i fili 1 e 2 impongono sul filo 3 ma la forza essendo prodotto vettoriale \( \int i \overrightarrow{u_i} \times \overrightarrow {B_i} \) sarà diretta verso la parte negativa di z senza angolazioni
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda mgrau » 22/05/2017, 10:25

Giusto, errore mio
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Re: esercizio campo magnetico e 3 fili conduttori

Messaggioda studente-studente » 22/05/2017, 10:52

Ti ringrazio per le tue risposte, mi sono state molto utili!! Buona giornata
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