Problema sulla densità lineare di corrente di un nastro carico
Ciao a tutti, oggi all'esame di fisica sperimentale c'era il seguente problema:
"Un nastro rettilineo di spessore trascurabile, indefinitamente lungo e di larghezza L=2cm è caricato con una densità di carica superficiale uniforme δ= 1nC/cm^2. Il nastro è in moto con velocità v=3m/s lungo l'asse x,
-calcolare la corrente elettrica I e la densità lineare di corrente K generate dal solo moto del nastro".
Non so se posso riportare la figura, in ogni caso io l'ho svolto così:
dI=dq/dt= (dq/dx)*(dx/dt)=(dq/dx*dy)*dy*v= δ*dy*v. Integrando da 0 a L, ho trovato la corrente I=δ*v*L, e la densità lineare di corrente K=I/L=δ*v. Secondo voi il procedimento è corretto? Dimensionalmente mi trovo ma il risultato della corrente è troppo basso (6x10^-7), anche se qualche volta il prof ha usato valori un pò strani.
(Il nastro è indefinitamente lungo su x dove si muove, mentre ha una larghezza L su y).
Se ho mancato qualcosa, non sono avvezzo ai forum ed è la prima volta che scrivo qui, siate clementi
"Un nastro rettilineo di spessore trascurabile, indefinitamente lungo e di larghezza L=2cm è caricato con una densità di carica superficiale uniforme δ= 1nC/cm^2. Il nastro è in moto con velocità v=3m/s lungo l'asse x,
-calcolare la corrente elettrica I e la densità lineare di corrente K generate dal solo moto del nastro".
Non so se posso riportare la figura, in ogni caso io l'ho svolto così:
dI=dq/dt= (dq/dx)*(dx/dt)=(dq/dx*dy)*dy*v= δ*dy*v. Integrando da 0 a L, ho trovato la corrente I=δ*v*L, e la densità lineare di corrente K=I/L=δ*v. Secondo voi il procedimento è corretto? Dimensionalmente mi trovo ma il risultato della corrente è troppo basso (6x10^-7), anche se qualche volta il prof ha usato valori un pò strani.
(Il nastro è indefinitamente lungo su x dove si muove, mentre ha una larghezza L su y).
Se ho mancato qualcosa, non sono avvezzo ai forum ed è la prima volta che scrivo qui, siate clementi

Risposte
Sì certo, la densità superficiale di carica per la velocità ti dà direttamente la quantità di carica che transita attraverso una sezione del nastro di lunghezza unitaria, quindi la densità di corrente, $delta*v$, e la corrente totale moltiplicando per $L$. Tutto ciò senza spreco di derivate e men che meno di integrali.
Il risultato viene piccolo, ma devi pensare che in filo di rame la densità degli elettroni di conduzione è dell'ordine (butto là a memoria) delle migliaia di C per $cm^3$ (prova a calcolarla), quindi $10^12$ volte maggiore della tua, e anche tenendo conto di una velocità degli elettroni molto minore di $3 m/s$, non c'è paragone...
Il risultato viene piccolo, ma devi pensare che in filo di rame la densità degli elettroni di conduzione è dell'ordine (butto là a memoria) delle migliaia di C per $cm^3$ (prova a calcolarla), quindi $10^12$ volte maggiore della tua, e anche tenendo conto di una velocità degli elettroni molto minore di $3 m/s$, non c'è paragone...