1. Вычислите индукцию магнитного поля, обеспечивающую в контуре с числом витков w 100 и активной длиной проводника =60 мм ЭДС равную 4,8 В. Контур движется с линейной скоростью v=1000 мм/с.
По правилу какой руки определяется направление ЭДС?
2. Вычислить индукцию магнитного поля, действующего на проводник длиной 60см, по которому течет ток I=15А, если электромагнитная сила Fэл=6,3 Н.
По правилу какой руки определяется направление силы
3. В приборе магнитоэлектрической системы в воздушном зазоре располагается рамка диаметром D=2см, длиной 2 см и десятью витками. Определить на какой угол отклониться рамка и стрелка прибора, если по катушке течет ток 50мА, индукция в воздушном зазоре 1 Тл, а жесткость механической пружины k=4×10-6Нм/ .
ЭДС = -N * (∆Φ/∆t),
где N - число витков в контуре, ∆Φ/∆t - изменение магнитного потока через контур за единицу времени.
Из условия задачи указано, что активная длина проводника равна 60 мм. Поскольку контур движется с постоянной скоростью, изменение магнитного потока через контур можно найти как произведение индукции магнитного поля на площадь контура. Площадь контура равна произведению числа витков на длину проводника.
Для осуществления вычислений с данной формулой, нам также необходимо знать значение времени ∆t.
Правило правой руки позволяет определить направление электродвижущей силы (ЭДС) в контуре. Для этого необходимо сделать следующее:
- Разверните правую руку так, чтобы пальцы указывали в направлении движения проводника (в данном случае - в положительном направлении оси x).
- Затем согните пальцы в направлении магнитного поля (в данном случае - оси z).
- Большой палец будет указывать направление ЭДС в контуре (в данном случае - оси y).
2. Для вычисления индукции магнитного поля, действующего на проводник, мы можем использовать формулу силы Лоренца:
F = B * I * l * sin(θ),
где F - электромагнитная сила, B - индукция магнитного поля, I - ток, l - длина проводника, θ - угол между направлением тока и направлением магнитного поля.
Из условия задачи указано, что электромагнитная сила Fэл равна 6,3 Н. Длина проводника l равна 60 см (или 0,6 м). Ток I равен 15 А.
Правило правой руки позволяет определить направление силы Лоренца. Для этого необходимо сделать следующее:
- Разверните правую руку так, чтобы пальцы указывали в направлении тока (в данном случае - в положительном направлении оси x).
- Затем согните пальцы в направлении магнитного поля (в данном случае - в направлении оси z).
- Большой палец будет указывать направление силы (в данном случае - оси y).
3. Для определения угла отклонения рамки и стрелки прибора мы можем использовать закон Гука для механической системы и формулу взаимодействия магнитного поля с электрическим током.
Согласно закону Гука, сила, действующая на рамку, равна разности сил, действующих на витки рамки со стороны магнитного поля и со стороны механической пружины:
F = Fмаг - Fмех,
где F - сила, Fмаг - сила, действующая со стороны магнитного поля, Fмех - сила, действующая со стороны механической пружины.
Сила, действующая со стороны магнитного поля, может быть вычислена по формуле силы Лоренца (см. второй вопрос).
Сила, действующая со стороны механической пружины, равна произведению жесткости пружины k на угол отклонения рамки (θ). Таким образом, формула для силы со стороны механической пружины запишется следующим образом:
Fмех = k * θ.
Приравнивая силы и решая уравнение, можно найти угол отклонения рамки (θ). Решение может быть понятно представлено с пошаговым описанием и вычислениями.