Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Nattramn16 » 01/10/2017, 15:23

Ciao a tutti :)
Vorrei chiedere un aiuto nel risolvere questo problema. C''è di seguito allegata la mia risoluzione, solo che mi viene sballata di due tre ordini di grandezza... quindi non riesco a capire se ho sbagliato io a importare il procedimento e per caso il risultato ottenuto coincide con una delle possibili scelte del quiz, oppure se c'è un errore di tipo dimensionale dei passaggi....

Ecco il testo:
Una spira quadrata di lato b=1,4cm e resistenza elettrica $ R=18 \Omega $, è posta alla distanza $ a=2,1cm $ da un filo rettilineo indefinito percorso da corrente I. La corrente che fluisce nel filo varia nel tempo secondo la legge
$ I=I_0e^(-lambdat ) $ , dove $ I_0=30A $ e $ lambda=0,4s^-1 $ . IL valore della corrente indotta nella spira al tempo $ tau=2s $ quanto vale?


Per procedere ho ragionato così:
Ho considerato la corrente indotta nella spira come
$ i=epsilon_i/R=-\frac{d\Phi(B)}{Rdt} $ .
$ \Phi(B)=int_(\Sigma) B \cdot u_n d\Sigma $ = $ Bb^2 $ con B il campo magnetico generato dal filo percorso da corrente.
Per trovare B ho fatto
$ intdB=int_(a)^(a+b)\frac{\mu_0 I(t)}{2\pir}dr $
$ B=\frac{\mu_0 I(t)}{2\pi}ln(\frac{a+b}{b}) $

e quindi trovo

$ \Phi(B)=\frac{\mu_0 I(t)b^2}{2\pi}ln(\frac{a+b}{b}) $
$ i=-\frac{d\Phi(B)}{dtR}=\frac{\mu_0b^2}{2\pi}I_0\lambdae^(-lambda tau)ln(\frac{a+b}{b}) $
Risolvendo il conto ottengo
$ i=0,12xx10^-12 $ .

Potreste aiutarmi a capire cosa non va nel ragionamento?
Grazie mille :)
Nattramn16
 

Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Vulplasir » 01/10/2017, 15:30

Sbagliato.......ma come hai calcolato il flusso?? L'esempio del filo e della spira quadrata c'è pure nella Bibbia ormai....
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Nattramn16 » 01/10/2017, 15:39

$ \Phi(B)=int_(\Sigma)B\cdotu_nd\Sigma=BSigmacos(\theta) $ ?
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Vulplasir » 01/10/2017, 15:40

No, il campo magnetico $B$ è un vettore ed ha un suo valore in un determinato punto, devi integrare il campo magnetico sulla superficie della spira...qual è l'espressione del campo magnetico generato da un filo indefinito?
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Nattramn16 » 01/10/2017, 15:45

che io sappia è $ B=\frac{mu_0i}{2piR}(u_txxu_r)) $ e poi l'ho integrato tra a e a+b
Nattramn16
 

Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Vulplasir » 01/10/2017, 15:50

Non devi integrare B, devi integrare il flusso di $B$...B dipende solo dalla distanza dal filo, prendi un'area infinitesima di area $b*dx$ della spira, il flusso di B vale $dPhi=Bbdx$...e integri $dPhi$ tra $a$ e $a+b$
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Vulplasir » 01/10/2017, 15:51

Al posto della R nell'espressione di B chiaramente ci devi mettere x...
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Nattramn16 » 01/10/2017, 16:09

Riscrivo il procedimento:
$ i=\frac{\epsilon_i}{R}=-\frac{d\Phi(B)}{Rdt} $ considero

$ Phi(B)=int_(Sigma)B\cdot u_nd\Sigma $ con
B generato dal filo, quindi
$ B=\frac{mu_0i(t)}{2pix} $ con x al posto di R dato che la distanza dal filo varia
$ Phi(B)=\frac{mu_0i(t)}{2pi}int_(a)^(a+b)\frac{dx}{x}=\frac{mu_0i(t)}{2pi}ln(\frac{a+b}{a}) $
Infine ora derivo rispetto al tempo l'espressione del flusso ottenendo

$ i=\frac{mu_0I_0lambdae^(-lambdatau)}{2piR}ln(\frac{a+b}{a}) $
Nattramn16
 

Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Vulplasir » 01/10/2017, 16:17

manca una b nel flusso
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Re: Corrente indotta in una spira!

Messaggioda Nattramn16 » 01/10/2017, 16:19

Si, me ne sono accorto ora di averlo tralasciato.
Chiedo scusa per la perdita di tempo.
Grazie per l'aiuto!
Nattramn16
 


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