Nella parte centrale del lungo solenoide c'è un segmento

Nella parte centrale del lungo solenoide si trova un pezzo di conduttore lungo 2 cm, attraverso il quale scorre una corrente di 4 A. Il conduttore si trova perpendicolare all'asse del solenoide. Su questo tratto di conduttore agisce una forza di 10^-5 N. È necessario determinare l'intensità di corrente nell'avvolgimento del solenoide, a condizione che ci siano 10 spire per ogni centimetro di lunghezza del solenoide e che non sia presente il nucleo.

Per risolvere il problema utilizzeremo la legge di Biot-Savart-Laplace, che descrive il campo magnetico creato da una corrente in un conduttore. Secondo questa legge, il campo magnetico creato su un pezzo di conduttore è proporzionale all'intensità della corrente nel conduttore, alla lunghezza del conduttore e al numero di spire per unità di lunghezza del solenoide. Pertanto si può scrivere la seguente equazione:

B = (mu*N*I)/L,

dove B è l'induzione magnetica, mu è la costante magnetica, N è il numero di spire per unità di lunghezza, L è la lunghezza del conduttore e I è l'intensità della corrente nel conduttore.

È noto che su un pezzo di conduttore agisce una forza causata dall'interazione di un campo magnetico con la corrente. Questa forza è uguale a:

F = B * I * L.

Sostituendo il valore della corrente e la lunghezza del conduttore possiamo esprimere l'induzione magnetica:

B = F / (I * L) = 10^-5 N / (4 A * 0,02 m) = 1,25 Tl.

Pertanto, l'induzione magnetica su un pezzo di conduttore è 1,25 Tesla. È noto che per ogni centimetro di lunghezza del solenoide ci sono 10 spire e non è presente alcun nucleo. Pertanto, il numero di spire nell'avvolgimento del solenoide è pari a:

N = (lunghezza solenoide) * (numero di spire per unità di lunghezza) = 100 cm * 10 = 1000.

Infine, la corrente nell'avvolgimento del solenoide si calcola con la formula:

I' = B * L * N / mu = (1,25 T) * (100 cm) * (1000) / (4 * pi * 10^-7 T * m / A) = 9,92 A.

Pertanto, la corrente nell'avvolgimento del solenoide è 9,92 A.

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Questo prodotto è un problema di fisica che descrive il calcolo dell'intensità di corrente nell'avvolgimento del solenoide.

La condizione prevede che nella parte centrale del lungo solenoide vi sia un pezzo di conduttore lungo 2 cm e con una corrente di 4 A, posto perpendicolarmente all'asse del solenoide, sul quale agisce una forza di 10^-5 N. Si sa anche che ci sono 10 spire per 1 cm di lunghezza del solenoide e manca il nucleo.

Per risolvere il problema è necessario utilizzare la legge di Biot-Savart-Laplace, che permette di calcolare il campo magnetico in qualsiasi punto dello spazio attorno alla corrente. Formula per calcolare il campo magnetico sull'asse del solenoide: B = μ₀ * N * I / L, dove B è l'induzione magnetica, μ₀ è la costante magnetica, N è il numero di spire per 1 metro di lunghezza del solenoide, I è il intensità di corrente nell'avvolgimento del solenoide, L - lunghezza del solenoide.

Per trovare l'induzione magnetica sull'asse del solenoide è necessario conoscere il numero di spire per 1 cm di lunghezza del solenoide: N = 10. Quindi l'induzione magnetica sull'asse del solenoide sarà pari a: B = μ₀ * 10 * I /1.

La forza che agisce su un pezzo di conduttore è pari al prodotto della corrente e della lunghezza del conduttore per l'induzione magnetica sull'asse del solenoide: F = I * l * B. Sostituendo i valori noti, otteniamo: F = 4 * 0,02 * μ₀ * 10 * I.

Poiché F = 10^-5 N, possiamo esprimere I: I = F / (4 * 0,02 * μ₀ * 10). Sostituendo i valori numerici, otteniamo: I ≈ 1,26 A.

Risposta: La corrente nell'avvolgimento del solenoide in determinate condizioni è di circa 1,26 A.

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