Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. определить время, в течениекоторого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоид
А Вы уверены, что исходные числа именно таковы? Уж больно много витков при такой геометрии. Впрочем, мне-то что - сосчитать можно всё, что угодно - вопрос, имеет ли это отношение к реальной технике. Итак. Виток соленоида C = Pi*D, где D - диаметр соленоида (0,008м), значит длина витка - 0,0251м Значит, провод, которым намотан соленоид имеет длину l = 0,0251* 20000 = 502,4 м. Длина намотки ls = 0.5 м, значит, диаметр провода d = ls/n = 0,5/20000 = 0,000025 м = 2,5 10^-2 мм. Поперечное сечение такого волоска s = pi*(d/2)^2 = 4,9 10^-4 кв мм Удельное сопротивление меди ro = 0,017 Ом кв мм/м Значит, активное сопротивление обмотки R = l*ro/s = 502,4*0,017/4.9 10^-4 = 17430 Ом Тепловая энергия, выделяющаяся в обмотке за время t составляет Q = (I^2)Rt Объём соленоида V = ls*Pi(D/2)^2 = 2,5*(10-05)м куб Индуктивность соленоида L = 4*Pi*(10-07)*n^2*V = 4*3,14*(10-07)*4*(10+08)*2,5(10-05) = 1.25 (10-02) Гн Приравниваем магнитную энергию, запасённую в поле соленоида к тепловой энергии, выделевшейся за время t E = L(I^2)/2 = (I^2)Rt Исключая из обеих частей равенства силу тока в квадрате, получаем: t = L/2R = 1.25 (10-02)/(2*17430) = 3,59 10-07 сек PS Всё-таки я предложил бы Вам проверить, точны ли те числа, что Вы привели в задаче.
Добрый день! С удовольствием помогу разобраться с задачей.
Для того чтобы определить, сколько тонн бензина может вместиться в данную цистерну, необходимо знать плотность бензина. Плотность является физической характеристикой вещества и показывает, как много массы содержится в единице объема.
Найдем сначала объем цистерны. Объем цистерны можно найти, умножив площадь основания на высоту:
Объем = Площадь основания * Высота = 12 м² * 5 м = 60 м³.
Далее, чтобы найти массу бензина, нужно умножить его объем на плотность. Плотность бензина обозначается символом "ρ" и измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м³).
Например, если плотность бензина равна 750 кг/м³, то масса бензина в цистерне будет равна:
Масса = Плотность * Объем = 750 кг/м³ * 60 м³ = 45000 кг.
Теперь, чтобы перевести данную массу в тонны, необходимо разделить ее на 1000 (так как 1 тонна = 1000 кг):
Масса в тоннах = Масса в кг / 1000 = 45000 кг / 1000 = 45 тонн.
Ответ: В данную цистерну может быть помещено 45 тонн бензина.
Важно помнить, что в данном случае я использовал произвольное значение плотности бензина (750 кг/м³). Фактическая плотность бензина может варьироваться в зависимости от его состава и условий окружающей среды. Поэтому при решении подобных задач всегда следует обратить внимание на данные, предоставленные в задаче, или уточнить плотность учебником или преподавателем.
Первоначально, чтобы определить направление индукционного тока в катушке, необходимо запомнить следующее правило:
"При приближении северного полюса магнита к замкнутому проводу или катушке ток в них будет проходить по часовой стрелке, если смотреть на провод или катушку в направлении приближения полюса магнита. А при приближении южного полюса магнита ток будет идти против часовой стрелки."
Теперь применим это правило к данному случаю.
У нас есть замкнутая проволочная катушка, а рядом с ней приближается постоянный магнит. Учитывая то, что на рисунке не указаны направления северного и южного полюсов магнита, мы можем предположить два возможных варианта:
1) Если северный полюс магнита находится справа от катушки (взгляд на катушку направлен слева направо), то индукционный ток в катушке будет протекать по часовой стрелке. Это происходит потому, что когда северный полюс магнита приближается к проводу или катушке, он создает магнитное поле, направленное внутрь катушки, и чтобы сопротивляться усилению внешнего магнитного поля, в катушке возникает индукционный ток, создающий магнитное поле, противоположное направлению магнитного поля северного полюса магнита.
2) Если южный полюс магнита находится справа от катушки (взгляд на катушку направлен слева направо), то индукционный ток в катушке будет протекать против часовой стрелки. Это происходит потому, что когда южный полюс магнита приближается к проводу или катушке, он создает магнитное поле, направленное внутрь катушки, и чтобы сопротивляться усилению внешнего магнитного поля, в катушке возникает индукционный ток, создающий магнитное поле, противоположное направлению магнитного поля южного полюса магнита.
Таким образом, чтобы определить конкретное направление индукционного тока в данном случае, вам нужно указать полюс магнита, который находится справа от катушки на рисунке. В зависимости от этого, индукционный ток в катушке будет протекать по часовой стрелке (если северный полюс магнита справа) или против часовой стрелки (если южный полюс магнита справа).
Итак.
Виток соленоида C = Pi*D, где D - диаметр соленоида (0,008м), значит длина витка - 0,0251м
Значит, провод, которым намотан соленоид имеет длину l = 0,0251* 20000 = 502,4 м.
Длина намотки ls = 0.5 м, значит, диаметр провода
d = ls/n = 0,5/20000 = 0,000025 м = 2,5 10^-2 мм.
Поперечное сечение такого волоска s = pi*(d/2)^2 = 4,9 10^-4 кв мм
Удельное сопротивление меди ro = 0,017 Ом кв мм/м
Значит, активное сопротивление обмотки R = l*ro/s = 502,4*0,017/4.9 10^-4 = 17430 Ом
Тепловая энергия, выделяющаяся в обмотке за время t составляет Q = (I^2)Rt
Объём соленоида V = ls*Pi(D/2)^2 = 2,5*(10-05)м куб
Индуктивность соленоида L = 4*Pi*(10-07)*n^2*V = 4*3,14*(10-07)*4*(10+08)*2,5(10-05) = 1.25 (10-02) Гн
Приравниваем магнитную энергию, запасённую в поле соленоида к тепловой энергии, выделевшейся за время t
E = L(I^2)/2 = (I^2)Rt
Исключая из обеих частей равенства силу тока в квадрате, получаем:
t = L/2R = 1.25 (10-02)/(2*17430) = 3,59 10-07 сек
PS
Всё-таки я предложил бы Вам проверить, точны ли те числа, что Вы привели в задаче.