Elaboratomatefisica - Elaborato mate e fisica liceo scientifico anno 2019 2020 PDF

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Elaborato mate e fisica liceo scientifico anno 2019 2020...

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Greco Michela Classe 5Cs Anno scolastico 2019/2020 ELABORATO DI MATEMATICA E FISICA 1. Descrivere il fenomeno dell’induzione elettromagnetica 2. Risolvere il seguente problema Una barra conduttrice, lunga 26 cm, ruota intorno a un suo estremo alla velocità angolare costante di 18 rad/s, su un piano perpendicolare a un campo magnetico uniforme di 7,0x10-3 T. Fare un disegno che illustra la situazione e determinare qual è la differenza di potenziale che si stabilisce fra gli estremi della barra? Commentare il risultato 3. Considera la funzione y = (x − 2)e x a) Tracciane il grafico. b) Considera la regione finita di piano limitata dal grafico della funzione e dagli assi cartesiani e calcola la sua area. c) Considera i solidi ottenuti da una rotazione completa intorno all’asse x e intorno all’asse y della regione di cui al punto precedente e calcola i due volumi. 1) INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Premessa: ESPERIMENTO ORSTED Il primo passo che portò alla scoperta dei fenomeni elettromagnetici lo dobbiamo al fisico danese Orsted. Nel 1820 il fisico Hans  Christian Ørsted, mentre preparava una delle sue lezioni, scoprì che avvicinando una bussola magnetica ad un filo elettrico, in cui scorreva corrente, notò che l'ago magnetico della bussola si mosse improvvisamente. Così decise di ripetere l’esperimento e realizzò un circuito con il filo conduttore in direzione nord-sud fissata dai poli geografici. Al di sotto del filo, mise l'ago magnetico che si indirizzò spontaneamente lungo la stessa direzione del filo. Notò che appena la corrente scorreva nel circuito, l’ago magnetico deviava subito direzione e che se la

corrente aveva un’intensità sufficiente, l’ago si disponeva perpendicolare al filo.

Un conduttore percorso da cariche elettriche in movimento genera nello spazio circostante un campo magnetico. Le linee di forza del campo magnetico (B), generato da un filo percorso da corrente (i) sono circolari e concentriche tra loro, con centro comune dove passa il filo conduttore. Il verso del vettore-campo magnetico si intuisce mediante la regola della mano destra. A questo punto, era noto come una corrente elettrica fosse in grado di generare un campo magnetico, ma quest’ultimo poteva generare un campo elettrico? A dare la tanto attesa risposta fu Faraday. ESPERIMENTI FARADAY Nel 1831, Faraday dopo una serie di esperimenti, dimostrò come un campo magnetico fosse in grado di generare una corrente elettrica. Per comprendere tale concetto supponiamo di avere un magnete e una bobina ,collegata solo ad un galvanometro (corrisponde a un amperometro, con la particolarità di avere lo zero al centro, in modo da misurare l’intensità di corrente in entrambi i versi), senza  alcun generatore. Avvicinando il magnete al solenoide, l’amperometro inizia a segnare passaggio di corrente, ma la cosa interessante è che che bloccando il movimento del magnete anche all'interno del solenoide, l’amperometro torna sullo zero, mentre allontanando il magnete dal solenoide, l’amperometro misurava sempre intensità di corrente ma con verso opposto.

Osservazioni importanti:

-In una bobina si genera corrente quando c’è moto relativo tra il magnete e la bobina. - Si genera una corrente anche quando il magnete si allontana dalla bobina, ma con verso opposto. -La corrente che si genera nella bobina è una CORRENTE INDOTTA, in quanto è creata da un campo magnetico variabile e non da un generatore di corrente. Poiché per produrre una corrente ci deve essere una differenza di potenziale la bobina si comporta come se fosse una sorgente di forza elettromotrice. - Un campo magnetico che varia nel tempo induce nella bobina una f.e.m. indotta. - A sua volta la f.e.m. indotta genera una corrente indotta. IL FENOMENO PER CUI SI GENERA UNA F.E.M. INDOTTA MEDIANTE UN CAMPO MAGNETICO E’ DETTO INDUZIONE ELETTROMAGNETICA.

Come indurre la fem in un circuito ? ➔ Il primo modo è quello analizzato in precedenza, ovvero generando un moto relativo fra un magnete e una bobina. ➔ Il secondo modo è possibile ottenerlo modificando l’area di una spira o del circuito, immerso in un campo magnetico costante.

➔...