problema fisica 2

[EcoTan]

il filo è presente da -infinito a +infinito. il campo magnetico creato è costante lungo l'asse z.

Costante non è perché la distanza varia (e varia anche l'inclinazione rispetto alla spira, poiché le linee del campo sono circolari). Nell'istante in cui la spira attraversa il piano xy, il flusso concatenato non è propriamente costante bensì "stazionario" cioè con derivata nulla essendo al suo massimo.

[AlberManR]

Salve a tutti.

Penso che l'unico modo per non influenzare la spira con il campo magnetico del conduttore rettilineo, quandi si muove parallela all'asse Z, sia la posizione di partenza della spira che non dovrebbe essere come appare nel disegno, ma dovrebbe essere sopra al conduttore rettilineo in modo i suoi due lati paralleli al conduttore rosso siano equidistanti dal condutore stesso.
In pratica la spira dovrebbe avere due lati perpendicolari al conduttore e gli altri due paralleli ed equidistanti dal conduttore.
In questo modo, se non interpreto male la linee di campo magnetico, la prima linea di campo magnetico che passa all'esterno di uno dei lati paralleli della spira, dovrebbe passare anche all'esterno dell'altro lato parallelo, annullando le 2 azioni variabili che si avrebbero quando la spira si allontana in direzione asse Z.

Naturalmente la cosa varrebbe anche per la spira messa allo stesso modo ma sotto il conduttore con movimento in direzione -Z, quindi verso il basso.

Saluti a tutti da Alberto

[MarcoD]

MarcoD ha scritto:
il filo è presente da -infinito a +infinito. il campo magnetico creato è costante lungo l'asse z.
Costante non è perché la distanza varia

Mi sono sbagliato a scrivere: intendevo l'asse x quello parallelo al filo di lunghezza indefinita.

[lelerelele]

Mi sono sbagliato a scrivere: intendevo l'asse x quello parallelo al filo di lunghezza indefinita.

Errore da poco!

Ecco, credo che torni il discorso ora, gia spiegato a monte post[4].

[BrunoValente]

Direi che si ha f.e.m. indotta solo quando varia il numero di linee di forza del campo magnetico prodotto dalla corrente nel conduttore rettilineo concatenate con la spira, quindi anch'io avrei risposto B.

Non capisco perché nel testo viene evidenziata la presenza di una seconda corrente, quella che percorre la spira che, da come è descritta, non sembrerebbe essere causata dal movimento della spira rispetto al conduttore rettilineo ma sembrerebbe invece essere una corrente continua stazionaria già presente prima che la spira iniziasse a muoversi e che quindi non dovrebbe avere alcun effetto sulla generazione della f.e.m. indotta nella spira a causa dal suo movimento.

[EnChamade]

In realtà il problema non è per niente ambiguo. E' impreciso, ma non ambiguo.
La spiegazione intuitiva l'avete data in molti e può essere vista dal fatto che il flusso concatenato non cambia se si applica alla spira quadrata quel moto. Tutte le altre opzioni (movimento lungo y, a anche lungo z, come dico alla fine) invece producono taglio del flusso di campo B prodotto dal filo, che ricordo segue la legge di Biot-Savart (e quindi legge di decadimento radiale con la distanza dal filo).

Da un punto di vista teorico, la spiegazione corretta va data partendo proprio dalla definizione di fem indotta. Se la spira si muove con velocita , indipendentemente dalla circolazione o meno di corrente sulla spira, gli elettroni nella spira saranno sottoposti anche alla forza di Lorentz

con

non dipendente quindi da x, per simmetria del problema.

Ora, ricordando che si definisce la fem indotta come rapporto fra forza subita da una carica diviso la carica stessa, abbiamo nel nostro caso

ossia la fem è diretta verso la direzione opposta al versore y.
Questa fem non può provocare circolazione di corrente nei tratti di spira paralleli a x, essendo ortogonale ad essi. Nei due tratti paralleli a y si forma invece una fem per taglio, di eguale valore e direzione in entrambi i rami (per calcolare il valore occorre integrare lungo questi due tratti di spira). Tuttavia questa fem non provoca circolazione di corrente nella spira. E questo indipendentemente dal fatto che circoli o no corrente nella spira: questo è un effetto eventuale in sovrapposizione degli effetti.
Quindi la risposta corretta sarebbe: b) [...] non circola corrente indotta. La fem invece viene indotta.

Con velocità lungo z, si ha in generale taglio di flusso perché le linee di campo hanno simmetria radiale attorno al filo mentre la spira si muove lungo la direzione z. Il caso speciale è quando si attraversa il piano xy: qui le linee di campo B sono parallele a v e il prodotto vettoriale va a 0. Quindi niente fem.
Anche qui sarebbe quindi da modificare la risposta: c) [...] non si induce fem quando si attraversa il piano xy.