Compito svolto di Fisica 2 appello del 14/04/2014

Fisica 2 CdL Ingegneria Elettronica A.A. 2013-2014 Prova scritta - Appello 24/02/2014

1. Un condensatore cilindrico ´e formato da una armatura interna di raggio R1 = 0.3 cm ed una

armatura esterna di raggio interno R2 = 0.8 cm e raggio esterno R3 = 1 cm. Le due armature hanno

uguale altezza L = 10 cm. Sulla armatura interna si trova una carica Q = 35 mC. Supponendo che

l’armatura esterna sia isolata, determinare il campo elettrico presente in tutti in punti dello spazio

(trascurando effetti ai bordi), determinare e calcolare la capacità´a del condensatore. - (Facoltativo)

Supponendo che l’armatura esterna sia a terra, calcolare l’energia elettrostatica del condensatore.

2. Un solenoide rettilineo di diametro d = 7 cm, lunghezza L = 35 cm e N = 350 spire ´e percorso da

una corrente i = 3 A circolante in senso orario osservando il solenoide dal verso positivo del asse ˆz

(asse del solenoide). Il solenoide ´e riempito completamente di un materiale (n = 1.5 × 1028m−3 ) i

h~mi = 2.5 × 10−28 zˆ A· m2 . Determinare i

cui atomi acquistano un momento magnetico medio

campi M~ , H~ , B~ in tutti i punti dello spazio e calcolare la suscettività´a del materiale

specificando se esso ´e paramagnetico o diamagnetico. - (Facoltativo) Calcolare le densità´a di

~j, superficiale J~ e l’energia accumulata dal campo magnetico.

corrente amperiana lineare

3. Su un filo indefinito di sezione trascurabile diretto lungo l’asse ˆy di un sistema cartesiano scorre

la corrente i(t) = i0 cos(ωt). Calcolare la mutua induttanza fra il filo ed una spira quadrata di lato l =

5 cm posta sul piano ˆx − yˆ a distanza x0 = 10 cm dal filo. Sapendo che spira ha resistenza R = 12

kΩ calcolare la corrente indotta al tempo t = 25 ms se ω = 42 rad/s e i0 = 8 mA.

4. Un’onda elettromagnetica piana polarizzata ellitticamente si propaga nel vuoto lungo il verso

positivo dell’asse ˆz. Sui due semiassi, diretti lungo ˆx e ˆy, l’onda assume ampiezza pari a E0x = √

2E0 ed E0y = √ 3E0 (E0 = 24V/m). Sapendo che E~ (t = 0, z = 0) = √ 3E0 yˆ, scrivere l’espressione

elettrico dell’onda e ricavare il campo magnetico distinguendo il caso polarizzazione

del campo

ellittica in verso orario ed antiorario.