Какова индуктивность катушки и среднее значение эдс e, возникающей в контуре, если катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, содержит N витков провода, длина катушки l, площадь поперечного сечения S, по проводу течёт ток I0, который за время t убывает до значения I? Даны следующие параметры: N=250, l=9см, S=3см2, I0=1,5А, I=0,2А, t=100мкс.
ФизикаУниверситетЭлектромагнитная индукцияиндуктивность катушкисреднее значение ЭДСконтурвитки проводадлина катушкиплощадь сечениятокубывание токапараметры катушкифизика
Для решения данной задачи нам нужно определить индуктивность катушки и среднее значение электродвижущей силы (эдс),возникающей в контуре. Давайте разберем это по шагам.
Шаг 1: Нахождение индуктивности катушкиИндуктивность катушки рассчитывается по формуле:
L = (μ₀ * N² * S) / l
где:
Теперь подставим известные значения:
Теперь подставим значения в формулу для L:
L = (4π * 10^(-7) * (250)² * (3 * 10^(-4))) / 0,09.
Теперь можно вычислить L:
L ≈ 0,000000314 * 62500 * 0,0003 / 0,09.
L ≈ 0,000000314 * 18.75 / 0,09.
L ≈ 0,000000314 * 208.33.
L ≈ 0,0000655 Гн или 65,5 мкГн.
Шаг 2: Нахождение среднего значения эдсСреднее значение эдс, возникающей в контуре, можно найти по формуле:
e = -L * (ΔI / Δt),
где:
Теперь подставим известные значения:
Сначала найдем ΔI:
ΔI = 0,2 А - 1,5 А = -1,3 А.
Теперь подставим значения в формулу для эдс:
e = -L * (ΔI / Δt) = -65,5 * 10^(-6) * (-1,3 / (100 * 10^(-6))).
Теперь можем вычислить e:
e = 65,5 * 10^(-6) * (1,3 / (100 * 10^(-6))) = 65,5 * 10^(-6) * 13 = 0,0008545 В.
Или в более удобной форме:
e ≈ 0,855 мВ.
Итак, итоговые результаты: