Какова должна быть индуктивность катушки, чтобы при энергии магнитного поля внутри ее витков в 5 Дж магнитный поток составлял 10 Вб?
ФизикаКолледжЭнергия магнитного поля и индуктивность катушкииндуктивность катушкиэнергия магнитного полямагнитный потокфизика 12 классрасчёт индуктивностиформулы физикимагнитное полевитки катушкизадачи по физике
Для того чтобы найти индуктивность катушки, необходимо использовать формулы, связывающие энергию магнитного поля, индуктивность и магнитный поток.
Сначала вспомним формулу для энергии магнитного поля (W) в катушке:
W = (1/2) * L * I^2
где:
Также есть связь между магнитным потоком (Φ),индуктивностью и током:
Φ = L * I
где:
Теперь у нас есть две формулы, которые мы можем использовать. Нам известны:
Мы можем выразить ток I через магнитный поток:
I = Φ / L
Теперь подставим это значение тока в формулу для энергии:
W = (1/2) * L * (Φ / L)^2
Упрощаем уравнение:
W = (1/2) * L * (Φ^2 / L^2) = (1/2) * (Φ^2 / L)
Теперь выразим индуктивность L:
(1/2) * (Φ^2 / L) = W
Умножим обе стороны на 2L:
Φ^2 = 2WL
Теперь выразим L:
L = Φ^2 / (2W)
Теперь подставим известные значения:
L = (10^2) / (2 * 5) = 100 / 10 = 10 Гн
Таким образом, индуктивность катушки должна составлять 10 Генри.