Esercizio sull'esperienza di Ampere
Esercizio svolto sull'esperienza di Ampere
Due lunghi fili paralleli conduttori sono disposti su di un piano a distanza di 20 cm tra di loro e percorsi entrambi da una corrente di intensità 10 A ma di verso opposto.
Determinare l'intensità del campo magnetico B perpendicolare al piano ed uscente come in figura affinché i due fili risultino in equilibrio.
Svolgimento dell'esercizio
Dall'esperienza di Ampere sappiamo che due fili conduttori percorsi da corrente e disposti parallelamente tra di loro si respingono se le correnti sono discordi. Per cui su ogni filo si manifesterà una forza diretta verso la parte esterna di ogni filo.
Inoltre dall'esperienza di Faraday si può predire che su ogni filo si manifesterà un'ulteriore forza di origine magnetica dovuta al fatto che ogni filo percorso da corrente si trova immerso in un campo magnetico B.
In particolare utilizzando la regola della mano destra relativamente ai due fili immersi nel campo così disposto come in figura si deduce che su ogni filo si manifesterà una forza diretta verso l'altro filo.
Per cui per avere equilibrio tra la forza magnetica di Faraday e quella dovuta all'interazione tra i due fili le due forze devono essere uguali in modulo per ogni filo:
e
Su ogni filo scorre una corrente i = 10 A per cui i1 = i2 = i e inoltre si può semplificare la lunghezza L dei fili. Per cui le due formule precedenti si possono unificare in un'unica espressione:
Da cui si ricava il valore dell'intensità del campo magnetico B:
che rappresenta l'espressione dell'intensità del campo magnetico B perpendicolare al piano ed uscente dallo stesso affinché i due fili risultino in equilibrio.
Link correlati:
Spiegazione dell'esperienza di Ampere
Quali sono le formule inverse della legge di Ampere?
Condizioni per avere un errore relativo percentuale nella lettura della ddp di un voltmetro inferiore all'1%
Che cos'è un circuito RC?
Che cos'è un circuito RL?
Studia con noi