script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Энергия магнитного тока катушки график

Энергия магнитного поля тока

Урок 23. Видеоуроки. Решение задач по физике. Электродинамика.

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Энергия магнитного поля тока»

«Искусство экспериментатора состоит в том,

чтобы уметь задавать природе

вопросы и понимать её ответы».

Майкл Фарадей

Задача 1. Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 20 мГн, чтобы энергия магнитного поля составляла 5 Дж?

Энергия магнитного поля определяется по формуле

Из данной формулы выразим искомую силу тока

Ответ: 22,4 А.

Задача 2. На катушке с индуктивностью 80 мГн поддерживается постоянное напряжение 12 В. Известно, что сопротивление катушки равно 3 Ом. Найдите энергию, которая выделится при размыкании цепи. Также найдите ЭДС самоиндукции в катушке, предполагая, что размыкание произошло за 10 мс.

Энергия магнитного поля определяется по выражению

Запишем закон Ома для участка цепи

Тогда с учётом закона Ома энергия магнитного поля равна

Запишем закон самоиндукции

При размыкании цепи изменение силы тока будет равно току, протекавшему в цепи. Знак минус означает, что сила тока уменьшилась

Ответ: Энергия магнитного поля – 0,64 Дж; ЭДС самоиндукции – 32 В.

Задача 3. Соленоид длиной 40 см содержит 5 витков на каждый сантиметр. Найдите энергию магнитного поля при силе тока в 5 А, если при этом магнитный поток через поперечное сечение соленоида равен 10 мВб.

Энергия магнитного поля определяется по формуле

Индуктивность соленоида равна отношению магнитного потока к силе тока. В данном случае, это соотношение умножается на число витков, поскольку такой индуктивностью обладает каждый виток соленоида

Тогда с учётом последней формулы получаем

Количество витков можно определить по формуле

Ответ: 5 Дж.

Задача 4. При увеличении силы тока в катушке от 3 А до 8 А, энергия магнитного поля возросла на 20 Дж. Найдите индуктивность этой катушки.

Энергия магнитного поля определяется по формуле

Применим эту формулу для начальной и конечной силы тока

Изменение энергии магнитного поля можно рассчитать по формуле

Ответ: 0,73 Гн.

Задача 5. Катушка с индуктивностью 0,5 Гн включена в цепь. В цепи произошёл скачок напряжения, изображённый на графике. Известно, что при этом скачке в катушке возникла ЭДС самоиндукции 10 В. Как изменилась энергия магнитного поля?

Запишем закон самоиндукции

Энергия магнитного поля рассчитывается по формуле

Из графика видно, что за время 1 с напряжение изменилось от 50 В до 30 В

Запишем закон Ома для участка цепи

Применим закон Ома для силы тока до и после скачка напряжения

Из закона самоиндукции получаем

Тогда силы тока до и после скачка напряжения

Изменение энергии магнитного поля определяется по выражению

Преобразуем эту формулу с учётом выражений для определения силы тока

Ответ: энергия уменьшилась на 400 Дж.

Источник

Энергия магнитного тока катушки график

Почему в задании 2904 на тот же график А дается ответ, что это график заряда, а в задаче 2906 график А тоже является графиком заряда? Как на самом деле выглядит график заряда, силы тока при переключении из положения 1 в 2?

Читайте также:  Однофазный переменный ток фаза сдвиг фаз

При выкладывании задач произошел небольшой сбой, иногда картинки не соответствовали тексту задачи, поэтому в решения казались странными. Спасибо, что помогли обнаружить эту неточность.

Что касается Вашего вопроса про то, как же выглядит график заряда. Тут надо сделать следующее замечание. Если колебательный контур можно считать идеальным (только реактивные сопротивления конденсатора и катушки), то заряд изменяется по гармоническому закону, как это и происходит в задача 2906 (подобным же образом ведет себя и ток). Ежели в колебательном контуре присутствует активное сопротивление (резистор), то энергия колебаний постепенно уменьшается за счет выделения тепла на этом сопротивлении. В результате, амплитуда колебаний заряда (а вместе с ним и тока) постепенно уменьшается, это соответствует данной задаче.

Конденсатор колебательного контура подключен к источнику постоянного напряжения. Графики А и Б представляют зависимость от времени t физических величин, характеризующих колебания в контуре после переведения переключателя К в положение 2 в момент t = 0.

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Заряд левой обкладки конденсатора

2) Сила тока в катушке

3) Энергия электрического поля конденсатора

На графике А представлена зависимость от времени физической величины, совершающей затухающие колебания. При этом в момент времени t=0эта величина имеет максимум. Такими характеристиками обладает заряд левой обкладки конденсатора, так как в момент начала колебаний весь заряд сосредоточен на конденсаторе, при чем левая обкладка до переведения переключателя в положение 2 была подключена именно к положительному полюсу батареи. Таким образом, график А соответствует заряду левой обкладки конденсатора (А — 1). Колебания затухают из-за выделения джоулева тепла на сопротивлении. На графике Б представлена величина, не меняющаяся со временем. Из предложенных вариантов ответа, подходит только индуктивность катушки. Эта величина является параметром катушки и никак не меняется в ходе колебаний. Следовательно, на графике Б представлена индуктивность катушки (Б — 4).

Конденсатор колебательного контура подключен к источнику постоянного напряжения. Графики А и Б представляют зависимость от времени t физических величин, характеризующих колебания в контуре после переведения переключателя К в положение 2 в момент t = 0.

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Заряд левой обкладки конденсатора

2) Энергия электрического поля конденсатора

3) Сила тока в катушке

С учетом того, что в момент начала колебаний весь заряд сосредоточен на конденсаторе колебательного контура, для зависимости заряда левой обкладки конденсатора от времени имеем

q левая круглая скобка t правая круглая скобка =<<q data-lazy-src=

Следовательно, для силы тока в катушке получаем:

I левая круглая скобка t правая круглая скобка = минус <<q data-lazy-src=