Для вычисления энергии магнитного поля катушки, используем формулу:
\[ E = \frac{1}{2} L I^2 \]
где:
- \( E \) — энергия магнитного поля,
- \( L \) — индуктивность катушки,
- \( I \) — ток через катушку.
Сначала нам нужно найти ток \( I \). Мы знаем магнитный поток \( \Phi \) и индуктивность \( L \). Связь между магнитным потоком и током выражается формулой:
\[ \Phi = L I \]
Из этой формулы можно выразить ток:
\[ I = \frac{\Phi}{L} \]
Теперь подставим известные значения:
- \( \Phi = 23 \, \text{мВб} = 23 \times 10^{-3} \, \text{Вб} \)
- \( L = 18 \, \text{мГн} = 18 \times 10^{-3} \, \text{Гн} \)
Подставляем значения в формулу для тока:
\[ I = \frac{23 \times 10^{-3}}{18 \times 10^{-3}} = \frac{23}{18} \approx 1.2778 \, \text{А} \]
Теперь мы можем вычислить энергию \( E \):
\[ E = \frac{1}{2} \cdot 18 \times 10^{-3} \cdot (1.2778)^2 \]
Сначала вычислим \( (1.2778)^2 \):
\[ (1.2778)^2 \approx 1.6329 \]
Теперь подставим в формулу для энергии:
\[ E = \frac{1}{2} \cdot 18 \times 10^{-3} \cdot 1.6329 \approx 0.014668 \, \text{Дж} \]
Теперь переведем это значение в миллиджоули:
\[ E \approx 0.014668 \, \text{Дж} \cdot 1000 = 14.668 \, \text{мДж} \]
Округляя до целых, получаем:
\[ E \approx 15 \, \text{мДж} \]
Таким образом, энергия магнитного поля катушки составляет приблизительно 15 мДж.