Il campo magnetico tra le espansioni polari di un elettromagnete è uniforme, di intensità 0,5 T e diretto verticalmente verso il basso. All’interno di questa regione è collocato un filo di lunghezza pari a 10 cm percorso da una corrente di 50 A.
Calcolare l’intensità della forza magnetica che agisce sul filo quando:
- il filo è in posizione orizzontale
- il filo è deviato di 30° dall’orizzontale e la corrente scorre verso l’alto
- il filo è deviato di 30° dall’orizzontale e la corrente scorre verso il basso
- il filo è in posizione verticale e la corrente scorre dall’alto verso il basso
Esercizio 20: soluzione
a) Angolo tra campo e conduttore: \( \theta = 90^\circ \)
\( F = iBL \sin\theta = 50 \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}1 \cdot \sin(90^\circ) = 2{,}5 \, \text{N} \)b) Angolo tra campo e conduttore: \( \theta = 90^\circ + 30^\circ = 120^\circ \)
\( F = iBL \sin(120^\circ) = 50 \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 2{,}16 \, \text{N} \)c) Angolo tra campo e conduttore: \( \theta = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ \)
\( F = iBL \sin(60^\circ) = 50 \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}1 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 2{,}16 \, \text{N} \)d) Angolo tra campo e conduttore: \( \theta = 0^\circ \)
\( F = iBL \sin(0^\circ) = 50 \cdot 0{,}5 \cdot 0{,}1 = 0 \, \text{N} \)Conclusione: la forza magnetica dipende dall’angolo tra corrente e campo. È massima a 90°, nulla a 0°.