- Чтобы найти силу тока ( I ), используем формулу для магнитного потока:
[
\Phi = L \cdot I
]
где ( \Phi ) — магнитный поток, выраженный в веберах (Вб), и ( L ) — индуктивность катушки в генри (Гн). Мы знаем, что энергия магнитного поля ( W ) связана с индуктивностью и током следующим образом:
[
W = \frac{1}{2} L I^2
]
Подставляя известные значения в это выражение, можно найти индуктивность:
[
L = \frac{2W}{I^2}
]
Теперь, зная магнитный поток ( \Phi = 15 , Вб ), пересчитываем индуктивность и подставляем значение, чтобы найти силу тока. Но без значения индуктивности и других известных параметров, силу тока вычислить нельзя.
- Чтобы определить силу тока ( I ), проходящего по проводнику, используем уравнение:
[
F = B \cdot I \cdot L
]
где ( F ) — сила, ( B ) — магнитная индукция, и ( L ) — длина проводника. Поскольку длина проводника составляет 110 см (или 1.1 м), мы подставляем известные значения:
[
50 , Н = 25 , Тл \cdot I \cdot 1.1 , м
]
Теперь выражаем силу тока ( I ):
[
I = \frac{50 , Н}{25 , Тл \cdot 1.1 , м} = \frac{50}{27.5} \approx 1.82 , А
]
- Для определения силы магнитного поля, действующего на проводник, используем формулу:
[
F = B \cdot I \cdot L
]
в данном случае угол между направлением тока и магнитным полем равен 90°, поэтому синус угла равен 1. Подставляем известные значения:
Длина проводника ( L = 180 , см = 1.8 , м ).
Сила тока ( I = 18 , А ) и магнитная индукция ( B = 150 , мТл = 0.15 , Тл ).
Тогда:
[
F = 0.15 , Тл \cdot 18 , А \cdot 1.8 , м = 4.86 , Н
]
- Чтобы определить индуктивность катушки ( L ), используем формулу:
[
\Phi = L \cdot I
]
где ( \Phi = 40 , мВб = 0.04 , Вб ) и ( I = 0.5 , А ).
Переписываем формулу и находим ( L ):
[
L = \frac{\Phi}{I} = \frac{0.04 , Вб}{0.5 , А} = 0.08 , Гн
]
- ЭДС индукции ( \mathcal{E} ) можно рассчитать по формуле:
[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
]
где ( \Delta \Phi = 600 , мВб = 0.6 , Вб ) и ( \Delta t = 0.07 , с ).
Таким образом:
[
\mathcal{E} = -\frac{0.6 , Вб}{0.07 , с} \approx -8.57 , В
]
- Для нахождения изменения магнитного потока ( \Delta \Phi ) используем формулу для ЭДС:
[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
]
Решая её относительно ( \Delta \Phi ):
[
\Delta \Phi = -\mathcal{E} \cdot \Delta t
]
Теперь подставим известные значения ( \mathcal{E} = 38 , В ) и ( \Delta t = 0.04 , с ):
[
\Delta \Phi = -38 , В \cdot 0.04 , с = -1.52 , Вб
]
Таким образом, изменение магнитного потока составляет -1.52 Вб.