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• Esempio di una serie di esperimenti:
N. vers.
Distanza tra le espansioni
polari a [mm]
1
2
3
4
5
6
4.1.3 Analisi dell'esperimento
•
Per semplificare il bilancino conduttore viene
considerato un pendolo matematico, ossia viene
trascurato il peso dei nastri di rame intrecciati e
il filo di rame viene considerato come peso
puntiforme (m = 6,23 g). La lunghezza efficace
del pendolo s è leggermente inferiore alla lun-
ghezza dei nastri di rame, poiché questi non si
spezzano formando spigoli vivi nella zona supe-
riore, se il bilancino conduttore viene deviato.
La lunghezza s si ottiene pertanto dal punto di
taglio ipotizzato dei nastri di rame allungati in
modo lineare con la verticale (cfr. fig. 2). Vale in-
dicativamente: s = 200 mm.
•
La forza risultante nel nastro di rame F
sta dalla forza di Lorentz F
, è inclinata intorno all'angolo ϕ, poiché il na-
F
G
stro di rame non presenta (praticamente) alcuna
forza traversale. Quindi vale:
F
ϕ
L
=
tan
F
G
⇔
c
s
=
F
mg
L
c
−
1
s
•
Nella serie summenzionata di esperimenti, le
espansioni polari negli esperimenti 4-6 erano sta-
te ruotate di circa 90 ° rispetto agli esperimenti
1-3. In tal modo è stata modificata la lunghezza
del conduttore, che viene introdotta nel campo
magnetico. Durante l'analisi tuttavia non devo-
no ora essere prese in considerazione le dimen-
sioni delle vere espansioni polari, poiché il cam-
po magnetico "fuoriesce" in corrispondenza dei
bordi (cfr. fig. 3).
Fig. 3: Effetti di bordo sui bordi delle espansioni polari
Larghezza delle espansioni
10
10
10
10
10
10
, compo-
K
e dalla forza del peso
L
(1)
2
Deviazione c [mm] Corrente Ι [A]
polari b [mm]
50
50
50
20
20
20
•
La lunghezza efficace del conduttore nel campo
magnetico si ottiene approssimativamente con:
b
= b + a
w
•
La valutazione della serie di esperimenti viene
fornita utilizzando le equazioni 1 e 2:
N. vers.
Lunghezza
efficace del b
conduttore [mm]
1
60
2
60
3
60
4
30
5
30
6
30
•
Il risultato è rappresentato anche in fig. 4. Si ri-
conosce immediatamente che la forza di Lorentz
è proporzionale alla corrente. Un'analisi degli
incrementi lineari mostra inoltre che la forza di
Lorentz è anche proporzionale alla lunghezza
efficace del conduttore. Pertanto vale:
∝ b
Ι
F
L
w
Fig. 4: Forza di Lorentz in funzione della corrente nel conduttore. Simboli
quadrati: b
= 60 mm, rombi: b
W
4.2 Correnti di Foucault indotte
•
La struttura dell'esperimento è rappresentata in
fig. 5. La distanza tra i poli è di circa 10-30 mm e
viene modificata. Se i due pendoli vengono de-
viati assieme intorno allo stesso angolo e rilascia-
ti, il pendolo intero viene frenato molto rapida-
15
15
0,57
30
1,20
45
1,87
15
1,16
30
2,36
45
3,57
(2)
Corrente Ι
Forza di
Lorentz
[A]
w
F
[mN]
L
4,60
0,57
9,27
1,20
14,1
1,87
4,60
1,16
9,27
2,36
14,1
3,57
= 30 mm
W
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