Question

)
При изменении тока от 14,5 до 2,5 А в соленоиде без сердечника, содержащем 800 вигков, его магнитный поток увеличился на 2,4 мВб. Чему равна средняя Э.Д.С. самоиндукции, возникающая при этом в соленоиде, если изменение тока происходит 0,15 сек? Определить энергию магнитного поля в соленоиде при токе 5 A.

Answer 1

Хорошо, давайте разберем этот вопрос поэтапно.

Для начала, давайте определим, какие данные у нас есть:

Ток до изменения (I1) = 14.5 А
Ток после изменения (I2) = 2.5 А
Магнитный поток (Φ) = 2.4 мВб
Количество витков (N) = 800
Изменение тока (ΔI) = I2 - I1 = 2.5 А - 14.5 А = -12 А (обратите внимание на знак минус, так как ток уменьшается)
Изменение времени (Δt) = 0.15 сек

Теперь давайте приступим к решению задачи.

1. Найдем среднюю Э.Д.С. самоиндукции (ɛ) по формуле:
ɛ = -ΔΦ/Δt

где ΔΦ - изменение магнитного потока (Φ2 - Φ1), Δt - изменение времени.

Φ1 - начальный магнитный поток
Φ1 = N * Φ / I1
Φ1 = 800 * 2.4 мВб / 14.5 А
Φ1 = 132.41 мкВб

Φ2 - конечный магнитный поток
Φ2 = N * Φ / I2
Φ2 = 800 * 2.4 мВб / 2.5 А
Φ2 = 768 мкВб

ΔΦ = Φ2 - Φ1
ΔΦ = 768 мкВб - 132.41 мкВб
ΔΦ = 635.59 мкВб

Теперь мы можем использовать найденные значения, чтобы найти среднюю Э.Д.С. самоиндукции:
ɛ = -ΔΦ/Δt
ɛ = -(635.59 мкВб) / 0.15 сек
ɛ = -4.237 мВ

Ответ: средняя Э.Д.С. самоиндукции, возникающая в соленоиде при изменении тока от 14,5 до 2,5 А, равна -4,237 мВ.

2. Теперь мы можем рассчитать энергию магнитного поля в соленоиде при токе 5 А.
Энергия магнитного поля (W) может быть найдена по формуле:
W = (1/2) * L * I^2

где L - индуктивность соленоида, I - ток.

Для рассчета индуктивности, мы можем использовать формулу:
L = N^2 * μ0 * A / l

где N - количество витков, μ0 - магнитная постоянная, A - площадь поперечного сечения соленоида, l - длина соленоида.

Возьмем значения:
N = 800
I = 5 А
μ0 = 4π * 10^(-7) Тл * м/А
A = ?
l = ?

Для решения этого вопроса, нам необходимо знать площадь поперечного сечения соленоида (A) и его длину (l). Без этих данных невозможно рассчитать индуктивность и, следовательно, энергию магнитного поля в соленоиде.

Поэтому, чтобы дать полный ответ на вопрос, необходимо знать значения A и l.