Меню

Определить магнитный поток в соленоиде сила тока в котором равна 6 3



Задачи по теме «Энергия магнитного поля» с решением

Продолжаем цикл статей о решении физических задач. Сегодня разберем несколько примеров на тему «Энергия магнитного поля».

Скучно решать задачи? Загляните на наш телеграм-канал, там много интересной и полезной информации для всех учащихся. А если хотите получить скидку на наши услуги, подписывайтесь на второй канал с приятными бонусами и акциями!

Энергия магнитного поля: задачи

Как решать физические задачи? Специально для новичков мы подготовили общую памятку, а также собрали вместе более 40 формул, которые обязательно пригодятся в учебе.

Кстати, в нашем блоге уже есть статья с задачами на ЭДС самоиндукции и закон Фарадея. Всех интересующихся – милости просим.

Задача на энергию магнитного поля №1

Условие

Какова энергия магнитного поля соленоида, если по его обмотке индуктивностью L=0,2 Гн протекает ток I=10 А.

Решение

По определению, энергия магнитного поля равна:

Подставим значения, и вычислим:

W = 0 , 2 · 10 2 2 = 10 Д ж

Ответ: 10 Дж.

Задача на энергию магнитного поля №2

Условие

Сила тока I в обмотке соленоида равна 1 А, а магнитный поток Ф через его поперечное сечение равен 0,1 мВб. Вычислить энергию магнитного поля соленоида, если он содержит N=1000 витков.

Решение

Для нахождения энергии магнитного поля будем использовать формуду из первой задачи. Очевидно, для вычисления нужно найти индуктивность. Выразим ее с помощью такой величины, как потокосцепление – суммарный магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки:

ψ = L I = N Ф L = N Ф I

Подставим это выражение в формулу для энергии магнитного поля и высчислим ответ:

W = L I 2 2 = N Ф I 2 I · 1 2 = N Ф I 2 W = 1000 · 0 , 1 · 10 — 3 · 1 2 = 0 , 05 Д ж

Ответ: 0,05 Дж.

Задача на энергию магнитного поля №3

Условие

Плотность энергии w магнитного поля в железе равна 200 Дж/м3 при индукции поля B, равной 1 Тл. Какова магнитная проницаемость μ железа?

Решение

Запишем выражение для плотности энергии магнитного поля:

Выразим отсюда магнитную проницаемость и произведем вычисления:

μ = B 2 2 μ 0 w = 1 2 2 · 1 , 26 · 10 — 6 · 200 = 2 · 10 3

Ответ: 2 · 10 3

Задача на энергию магнитного поля №4

Условие

Найти энергию магнитного поля соленоида, индуктивность которого 0,04 Гн, а магнитный поток через него составляет 0,5 Вб.

Решение

В данном случае для применения формулы W = L I 2 2 не хватает величины I. Преобразуем данную формулу. Вспомним, что:

Теперь первоначальную формулу для энергии магнитного поля можно записать в виде:

W = L 2 · Ф 2 L 2 = Ф 2 2 L W = 0 , 5 2 2 · 0 , 04 = 3 , 125 Д ж

Ответ: 3,125 Дж.

Задача на энергию магнитного поля №5

Условие

Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 0,8 Гн, чтобы энергия магнитного поля оказалась равной 2 Дж?

Решение

Запишем формулу для энергии магнитного поля и выразим из нее силу тока:

W = L I 2 2 I = 2 W L

Подставим значения из условия в формулу для силы тока и вычислим:

I = 2 · 2 0 , 8 = 5 = 2 , 23 А

Ответ: 2,23 А.

Вопросы на тему «Энергия магнитного поля»

Вопрос 1. Что такое энергия магнитного поля?

Читайте также:  Сила тока от ветрогенератора

Ответ. Магнитное поле обладает энергией. Эта физическая величина показывает, какую работу ток в проводнике (катушке индуктивности) затрачивает на создание данного магнитного поля. Энергия магнитного поля тока вычисляется по формуле:

Вопрос 2. Что такое объемная плотность энергии магнитного поля?

Ответ. Объемная плотность энергии магнитного поля определяет энергию поля в единице объема. Формула, выведенная Максвеллом для объемной плотности энергии магнитного поля соленоида:

Вопрос 3. От чего зависит энергия магнитного поля?

Ответ. Энергия магнитного поля прямо пропорциональна индуктивности.

Вопрос 4. Что такое индуктивность?

Ответ. Индуктивность – физическая величина, коэффициент пропорциональности между силой тока в контуре и магнитным потоком через контур, создаваемым данным током.

Индуктивность также называют коэффициентом самоиндукции, она характеризует магнитные свойства электрической цепи (контура, катушки и т.д.)

Вопрос 5. Как можно переписать формулу для энергии магнитного поля?

Ответ. Формула может быть записана в виде:

W = L I 2 2 = Ф I 2 = Ф 2 2 L

Нужна помощь в решении задач или любых других заданий по учебе? Профессиональный сервис для студентов всегда готов поспособствовать с их решением.

  • Контрольная работа от 1 дня / от 100 р. Узнать стоимость
  • Дипломная работа от 7 дней / от 7950 р. Узнать стоимость
  • Курсовая работа 5 дней / от 1800 р. Узнать стоимость
  • Реферат от 1 дня / от 700 р. Узнать стоимость

Иван

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Определить магнитный поток в соленоиде сила тока в котором равна 6 3

Подробности Просмотров: 927

Задачи по физике — это просто!

Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!

А теперь к задачам!

Элементарные задачи из курса школьной физики на расчет индуктивности, самоиндукции, энергии магнитного поля тока.

Задача 1

Какова индуктивность витка проволоки, если при токе 6 А создается магнитный поток 12 мВб?


Задача 2

В катушке из 150 витков течет ток 7,5 А, и при этом создается магнитный поток 20 мВб.
Какова индуктивность катушки?


Задача 3

Через соленоид, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см 2 , проходит ток 0,5 А.
Какова индукция поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков?

Задача 4

Определить индуктивность контура с током 1,2 А, если контур ограничивает площадь 20 см 2 , а магнитная индукция поля равна 0,8 Тл, причем вектор магнитной индукции направлен под углом 30 o к плоскости контура.

Задача 5

Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при изменении силы тока на 5 А за 0,02 секунды?


Задача 6

Определить энергию магнитного поля катушки, если ее индуктивность 0,2 Гн, а ток в ней 12 А.


Задача 7

Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия магнитного поля оказалась равной 1 Дж?


Задача 8

Найти энергию магнитного поля соленоида, индуктивность которого 0,02 Гн, а магнитный поток через него составляет 0,4 Вб.

Читайте также:  Трамблер бьет током с включенным зажиганием

Источник

Определить магнитный поток в соленоиде сила тока в котором равна 6 3

Подробности Просмотров: 927

Задачи по физике — это просто!

Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!

А теперь к задачам!

Элементарные задачи из курса школьной физики на расчет индуктивности, самоиндукции, энергии магнитного поля тока.

Задача 1

Какова индуктивность витка проволоки, если при токе 6 А создается магнитный поток 12 мВб?


Задача 2

В катушке из 150 витков течет ток 7,5 А, и при этом создается магнитный поток 20 мВб.
Какова индуктивность катушки?


Задача 3

Через соленоид, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см 2 , проходит ток 0,5 А.
Какова индукция поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков?

Задача 4

Определить индуктивность контура с током 1,2 А, если контур ограничивает площадь 20 см 2 , а магнитная индукция поля равна 0,8 Тл, причем вектор магнитной индукции направлен под углом 30 o к плоскости контура.

Задача 5

Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при изменении силы тока на 5 А за 0,02 секунды?


Задача 6

Определить энергию магнитного поля катушки, если ее индуктивность 0,2 Гн, а ток в ней 12 А.


Задача 7

Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия магнитного поля оказалась равной 1 Дж?


Задача 8

Найти энергию магнитного поля соленоида, индуктивность которого 0,02 Гн, а магнитный поток через него составляет 0,4 Вб.

Источник

Решение задач 403-683 по физике (Определить индукцию и напряженность магнитного поля в точке. Определить намагниченность при насыщении железа)

Страницы работы

Фрагмент текста работы

403. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми d=5 см. текут одинаковые токи I=10 А. Определить индукцию В и напряженность Н магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстояние r=5 см, если токи текут: а) в одинаковом, б) в противоположных направлениях.

Дано: Решение:

Результирующая индукция магнитного поля равна векторной сумме , где — индукция поля, создаваемая током ; — индукция поля, создаваемая током .

Если и направлены по одной прямой, то векторная сумма может быть заменена алгебраической суммой:

При этом слагаемые должны быть взяты с соответствующими знаками.

В данной задаче модули индукций одинаковы, так как точки выбраны на равных расстояниях от проводников, по которым текут равные токи. Вычисляем эти индукции по формуле:

Подставив значения величин в формулу, получаем:

1 случай

Векторы и направлены по одной прямой ( рис. а); следовательно, результирующая индукция по формуле . Приняв направление вверх положительным,вниз–отрицательным,запишем

Следовательно и напряженность магнитного поля Н=0

2 случай

Векторы и направлены по одной прямой в одну сторону ( рис. б).

Поэтому может записать .

Напряженность магнитного поля в этом случае:

Ответ: 1случай: В=0;Н=0; 2 случай:

415. Виток диаметром d=10 см может вращаться около вертикальной оси. совпадающей с одним из диаметров витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пустили по нему ток силой I=40А. Какой вращающий момент М нужно приложить к витку, чтобы удержать его в начальном положении? Горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли принять равной В=200 мкТл.

Читайте также:  Какое значение силы переменного тока показывает амперметр включенный в цепь

Дано: Решение:

Магнитный момент витка с током

Механический момент, действующий на виток

где α = 90° ― угол между векторами и

Для того, чтобы удержать рамку, нужно приложить такой же момент М, но в обратном направлении.

427. Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если индукция поля В=0,2Тл, а радиус кривизны траектории R = 0,2 см.

Дано: Решение:

На электрон действует сила со стороны магнитного поля:

По второму закону Ньютона:

447. Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока I=60 свободно установился в однородном магнитном поле (В = 20 мТл). Диаметр витка d=10 см. Какую работу А нужно совершить для того, чтобы повернуть виток относительно оси, совпадающей с диаметром, на угол α = π/3?

Дано: Решение:

Работа по перемещению контура

Подставляя числовые значения, получаем:

Ответ: А = 0,0047 Дж.

455. Рамка из провода сопротивлением R = 0,04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле (В = 0,6 Тл). Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S = 200 см 2 . Определить заряд О, который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции: 1) от 0 до 45 0 : 2) от 45 до 90°.

Дано: Решение:

S = 200 см 2 = 0,02 м 2

Магнитный поток через рамку Ф = ВSсоsα.

Возьмём дифференциалы от обеих частей равенства dФ = –ВSsinα dα

ЭДС индукции, возникающая в рамке Е = –dФ/dt = ВSsinα·dα/dt.

Ток в рамке I = Е/R = ВSsinα/R = dα/dt.

Так как I = dQ/dt, то dQ/dt = (ВSsinα/R)·dα/dt или dQ = (ВS/R)·sinα dα

Проинтегрируем обе части равенства.

Ответ: Q1 = 0,0879 Кл, Q2 = 0,2121 Кл.

461. Соленоид содержит N = 600 витков. При силе тока I=10 А магнитный поток Ф=80 мкВб. Определить индуктивность L соленоида.

Дано: Решение:

Из формул (1) и (2) находим индуктивность соленоида:

Подставляя числовые значения, получим:

467. По катушке индуктивностью L = 8 мкГн течет ток силой I = 6 А. При выключении тока его сила изменяется практически до нуля за время Δt = 5 мс. Определить среднее значение э. д. с. самоиндукции, возникающей в контуре.

Дано: Решение:

Так как индуктивность катушки неизменна, то

Подставляя числовые значения, находим:

474. Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N=1000 витков, равен 0,2 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида, I=1 А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.

Дано: Решение:

Отсюда находим индуктивность соленоида

Энергия магнитного поля соленоида равна

С учетом выражения для индуктивности

Подставив численные значения, получим:

502. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падаем

Источник