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Esercizio 29

Due lunghi fili conduttori paralleli sono separati da una distanza pari a 2d.
Se i due conduttori sono percorsi da una corrente di ugual valore ma che circola in senso opposto, qual è il campo magnetico su un piano normale e su una retta ortogonale ai due conduttori alla distanza media d?
Ed ad una distanza d da un conduttore e una distanza 3d dall’altro?

Rispondi alle due domande precedenti nel caso in cui i due conduttori conducano la corrente secondo lo stesso verso.

Soluzione

Indicando con  \hat{k} il versore della direzione in cui si estendono i due conduttori, dal disegno si vede che:

Nel primo caso i due campi magnetici sono cospiranti e si sommano:

 \vec{B}_1 = \vec{B}_2 = \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} \hat{k}

 \vec{B}_T = \left( \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} + \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} \right) \hat{k} = \frac{\mu_0 I}{\pi d} \hat{k}

Nel secondo caso (punto a distanza d da  I_1 e 3d da  I_2 ):

 \vec{B}_1 = \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} \hat{k} \quad \vec{B}_2 = \frac{\mu_0 I}{6 \pi d} \hat{k}

 \vec{B}_T = \vec{B}_1 + \vec{B}_2 = \left( \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} + \frac{\mu_0 I}{6 \pi d} \right) \hat{k} = \frac{2 \mu_0 I}{3 \pi d} \hat{k}


Caso con correnti equiverse:

Primo punto (a metà):

 \vec{B}_T = \left( \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} - \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} \right) \hat{k} = 0

Secondo punto (d da uno, 3d dall’altro):

 \vec{B}_T = \left( \frac{\mu_0 I}{2 \pi d} + \frac{\mu_0 I}{6 \pi d} \right) \hat{k} = \frac{2 \mu_0 I}{3 \pi d} \hat{k}