Какое количество витков проволоки нужно для соленоида длиной 60 см, если индукция магнитного поля внутри катушки равна 12 мТл, а ток по проволоке составляет 2 А?

Физика 11 класс Электромагнитные поля соленоид количество витков магнитное поле индукция ток проволока физика 11 класс расчет витков длина соленоида Новый

Чтобы найти количество витков проволоки в соленоиде, мы можем использовать формулу для магнитной индукции внутри соленоида:

B = μ₀ * n * I

где:

• B - магнитная индукция (в Теслах);
• μ₀ - магнитная проницаемость вакуума (приблизительно 4π * 10^(-7) Тл·м/А);
• n - плотность витков (количество витков на единицу длины);
• I - ток (в Амперах).

В нашем случае:

• B = 12 мТл = 12 * 10^(-3) Т;
• I = 2 А;
• длина соленоида = 60 см = 0.6 м.

Теперь подставим известные значения в формулу и найдем плотность витков:

1. Сначала найдем магнитную проницаемость вакуума:
2. μ₀ = 4π * 10^(-7) Тл·м/А ≈ 1.2566 * 10^(-6) Тл·м/А.
3. Теперь подставим значения в формулу:
4. 12 * 10^(-3) = (1.2566 * 10^(-6)) * n * 2.
5. Решим уравнение для n:
6. n = (12 * 10^(-3)) / (1.2566 * 10^(-6) * 2).

Теперь вычислим n:

1. n ≈ (12 * 10^(-3)) / (2.5132 * 10^(-6)) ≈ 4774.65 витков/м.

Теперь, чтобы найти общее количество витков N в соленоиде, умножим плотность витков n на длину соленоида:

1. N = n * L = 4774.65 витков/м * 0.6 м.
2. N ≈ 2864.79 витков.

Округляем до целого числа, так как количество витков должно быть целым:

N ≈ 2865 витков.

Таким образом, для соленоида длиной 60 см с магнитной индукцией 12 мТл и током 2 А необходимо примерно 2865 витков проволоки.