Site Loader
Posted on 27.06.1985

Содержание

Самоиндукция и взаимоиндукция

25.25.По катушке индуктивностьюL=0,03 мГн течет токI=0,6 А. При размыкании цепи сила тока изменяется практически до нуля за времяΔt=120 мкс. Определить среднюю ЭДС самоиндук­ции <i>, возникающую в контуре.

25.26. Спомощью реостата равномерно увеличивают силу тока в катушке наΔI=0,1 А в 1 с. ИндуктивностьLкатушки равна 0,01 Гн. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции <i>.

25.27.ИндуктивностьLкатушки равна 2 мГн. Ток частотойυ=50 Гц, протекающий по катушке, изменяется по синусоидальному закону. Определить среднюю ЭДС самоиндукции <i>, воз­никающую за интервал времениΔt, в течение которого ток в катуш­ке изменяется от минимального до максимального значения. Ампли­тудное значение силы токаI0=10 А.

25.

28. Катушка сопротивлениемR1=0,5Ом с индуктивностьюL=4 мГн соединена параллельно с проводом сопротивлениемR2=2,5 Ом, по которому течет постоянный токI=1 А. Определить количество электри­честваQ, которое будет индуцировано в ка­тушке при размыкании цепи ключомК(рис. 25.2).

25.29.На картонный каркас длинойl=50 см и площадьюSсечения, равной 4 см2, намотан в один слой провод диаметромd=0,2 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу (толщиной изоляции пренеб­речь). Вычислить индуктивностьLполучившегося соленоида.

25.30.Индуктивность L соленоида длинойl=1 м, намотанного в один слой на немагнитный каркас, равна 1,6 мГн. ПлощадьSсече­ния соленоида равна 20 см2. Определить числопвитков на каждом сантиметре длины соленоида.

25. 31.Сколько витков проволоки диаметромd=0,4 мм с изоля­цией ничтожной толщины нужно намотать на картонный цилиндр диаметромD=2 см, чтобы получить однослойную катушку с индук­тивностьюL=lмГн? Витки вплотную прилегают друг к другу.

25.32.Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет

N1=750 витков и индуктивностьL1=25 мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки доL2=36 мГн, обмотку с катуш­ки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Определить чис­лоN2витков катушки после перемотки.

25.33.Определить индуктивностьLдвухпроводной линии на участке длинойl=1 км. РадиусRпровода равен 1 мм, расстояниеd между осевыми линиями равно 0,4 м.

Указание.Учесть только внутренний магнитный поток, т.

е. поток, пронизывающий контур, ограниченный проводами.

25.34.Соленоид индуктивностьюL=4 мГн содержитN=600 витков. Определить магнитный поток Ф, если сила токаI, протекаю­щего по обмотке, равна 12 А.

25.35.ИндуктивностьLкатушки без сердечника равна 0,02 Гн. Какое потокосцепление ψ создается, когда по обмотке течет токI= 5 А?

25.36.Длинный прямой соленоид, намотанный на немагнитный каркас, имеетN=1000 витков и индуктивность

L=3 мГн. Какой магнитный поток Ф и какое потокосцепление ψ создает соленоид при силе токаI=1 А?

25.37.Соленоид, площадьSсечения которого равна 5 см2, содержитN=1200 витков. ИндукцияВмагнитного поля внутри соленоида при силе токаI=2 А равна 0,01 Тл. Определить индуктивностьLсоленоида.

25.38.Соленоид содержитN=1000 витков. ПлощадьSсечения сердечника равна 10 см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией В==1,5 Тл. Найти среднюю ЭДС индукции <ei>, возни­кающей в соленоиде, если ток уменьшится до нуля за время

t=500 мкс.

25.39.Обмотка соленоида с железным сердечником содержитN=500 витков. Длинаl сердечника равна 50 см. Как и во сколько раз изменится индуктивностьLсоленоида, если сила тока, протека­ющего по обмотке, возрастет отI1=0,lА доI2=1 А (см. рис. 24.1).

25.40.Две катушки расположены на небольшом расстоянии од­на от другой. Когда сила тока в первой катушке изменяется с быст­ротой5 А/с, во второй катушке возникает ЭДС индук­цииei=0,1 В. Определить коэффициентМвзаимной индукции ка­тушек.

25.41.Обмотка тороида с немагнитным сердечником имеетN1=251 виток. Средний диаметр <D> тороида равен 8 см, диаметрd витков равен 2 см. На тороид намотана вторичная обмотка, имею­щаяN2=100 витков. При замыкании первичной обмотки в ней в течениеt=1 мс устанавливается сила токаI=3 А. Найти среднюю ЭДС индукции <ei>, возникающей на вторичной обмотке.

Самоиндукция. Энергия магнитного поля

Самоиндукция является важным частным случаем электромагнитной индукции, когда изменяющийся магнитный поток, вызывающий ЭДС индукции, создается током в самом контуре. Если ток в рассматриваемом контуре по каким-то причинам изменяется, то изменяется и магнитное поле этого тока, а, следовательно, и собственный магнитный поток, пронизывающий контур. В контуре возникает ЭДС самоиндукции, которая согласно правилу Ленца препятствует изменению тока в контуре.

Собственный магнитный поток Φ, пронизывающий контур или катушку с током, пропорционален силе тока I:

Φ = LI.

Коэффициент пропорциональности L в этой формуле называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью катушки. Единица индуктивности в СИ называется Генри (Гн). Индуктивность контура или катушки равна 1 Гн, если при силе постоянного тока 1 А собственный поток равен 1 Вб:

1 Гн = 1 Вб / 1 А.

В качестве примера рассчитаем индуктивность длинного соленоида, имеющего N витков, площадь сечения S и длину l. Магнитное поле соленоида определяется формулой:

B = μ0 I n,

где I – ток в соленоиде, n = N / e – число витков на единицу длины соленоида.

Магнитный поток, пронизывающий все N витков соленоида, равен

Φ = B S N = μ0 n2 S l I.

Следовательно, индуктивность соленоида равна

L = μ0 n2 S l = μ0 n2 V,

где V = Sl – объем соленоида, в котором сосредоточено магнитное поле. Полученный результат не учитывает краевых эффектов, поэтому он приближенно справедлив только для достаточно длинных катушек. Если соленоид заполнен веществом с магнитной проницаемостью μ, то при заданном токе I индукция магнитного поля возрастает по модулю в μ раз; поэтому индуктивность катушки с сердечником также увеличивается в μ раз:

Lμ = μ L = μ0 μ n2 V.

ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке с постоянным значением индуктивности, согласно закона Фарадея равна

ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней.

Магнитное поле обладает энергией. Подобно тому, как в заряженном конденсаторе имеется запас электрической энергии, в катушке, по виткам которой протекает ток, имеется запас магнитной энергии. Если включить электрическую лампу параллельно катушке с большой индуктивностью в электрическую цепь постоянного тока, то при размыкании ключа наблюдается кратковременная вспышка лампы (рис. 1.21.1). Ток в цепи возникает под действием ЭДС самоиндукции. Источником энергии, выделяющейся при этом в электрической цепи, является магнитное поле катушки.

Рисунок 1.21.1.

Магнитная энергия катушки. При размыкании ключа K лампа ярко вспыхивает

Из закона сохранения энергии следует, что вся энергия, запасенная в катушке, выделится в виде джоулева тепла. Если обозначить через R полное сопротивление цепи, то за время Δt выделится количество теплоты ΔQ = I2 R Δt.

Ток в цепи равен

Выражение для ΔQ можно записать в виде

ΔQ = –L I ΔI = –Φ (I) ΔI.

В этом выражении ΔI < 0; ток в цепи постепенно убывает от первоначального значения I0 до нуля. Полное количество теплоты, выделившейся в цепи, можно получить, выполнив операцию интегрирования в пределах от I0 до 0. Это дает

Эту формулу можно получить графическим методом, изобразив на графике зависимость магнитного потока Φ (I) от тока I (рис. 1.21.2). Полное количество выделившейся теплоты, равное первоначальному запасу энергии магнитного поля, определяется площадью изображенного на рис. 1.21.2 треугольника.

Рисунок 1. 21.2.

Вычисление энергии магнитного поля

Таким образом, энергия Wм магнитного поля катушки с индуктивностью L, создаваемого током I, равна

Применим полученное выражение для энергии катушки к длинному соленоиду с магнитным сердечником. Используя приведенные выше формулы для коэффициента самоиндукции Lμ соленоида и для магнитного поля B, создаваемого током I, можно получить:

где V – объем соленоида. Это выражение показывает, что магнитная энергия локализована не в витках катушки, по которым протекает ток, а рассредоточена по всему объему, в котором создано магнитное поле. Физическая величина

равная энергии магнитного поля в единице объема, называется объемной плотностью магнитной энергии. Дж. Максвелл показал, что выражение для объемной плотности магнитной энергии, выведенное здесь для случая длинного соленоида, справедливо для любых магнитных полей.

Опубликовано в разделах: Электродинамика, Магнитное поле

Энергия магнитного поля соленоида — КиберПедия

Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

Топ:

Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы…

Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного…

Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров…

Интересное:

Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей.

..

Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего…

Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным…

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 12Следующая ⇒

Рассчитаем энергию однородного магнитного поля длинного соленоида, индуктивность которого определяется по формуле .

В этом случае формула (4.14) примет вид

.

 

Учитывая, что напряженность поля внутри бесконечно длинного соленоида H = nI, получаем

. (4.15)

Выразим энергию магнитного поля через индукцию :

(4.16)

или

(4.17)

 

Е д и н и ц а — Дж (джоуль).

Магнитное поле соленоида однородно и сосредоточено внутри него. Энергия магнитного поля, заключенная в единице объёме соленоида называется объёмной плотностью энергии и определяется по формуле

(4.18)

Е д и н и ц а w — (джоуль на кубический метр).

В случае неоднородного магнитного поля энергия определяется по формуле

 

.

 

 

Магнитные свойства вещества

Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно под действием внешнего магнитного поля намагничиваться. Магнитная индукция внутри магнетика зависит от магнитной проницаемости вещества :

, (4. 19)

где -вектор магнитной индукции внешнего магнитного поля.

Магнитная проницаемость у всех веществ различна. Она может быть как больше, так и меньше единицы. Различают диамагнетики ( < 1), парамагнетики ( > 1), ферромагнетики

( >> 1). Магнитная проницаемость парамагнетиков и диамагнетиков не зависит от индукции B (напряженности H) внешнего магнитного поля. У ферромагнетиков зависит от внешнего магнитного поля, т.е. между B и H существует нелинейная зависимость. График зависимости магнитной индукции B некоторых ферромагнетиков от напряженности H внешнего магнитного поля представлен на рис. 4.3.

 

 

Рис. 4.3

Вопросы для самоконтроля

1. Запишите выражение и сформулируйте основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея – Ленца).

2. Что называется явлением самоиндукции?

3. Напишите выражение для э.д.с. самоиндукции.

4. Что такое индуктивность контура (соленоида) и от чего она зависит?

5. Назовите единицу индуктивности.

6. Каков физический смысл индуктивности?

7. Запишите выражение для определения индуктивности соленоида.

8. Запишите закон изменения силы тока в цепи, содержащей последовательно включённые R и L при включении и выключении источника постоянного тока. Постройте график и поясните его.

9. Дайте определение явления взаимной индукции, напишите формулу определения ЭДС взаимной индукции.

10. От чего зависит взаимная индуктивность? В каких единицах измеряется? По какой формуле определяется взаимная индуктивность двух контуров?

11. Как рассчитывается энергия и плотность энергии магнитного поля?

12. Действие каких электрических приборов основано на явлении взаимной индукции?

Примеры решения задач

Задача 1.При скорости изменения силы тока в соленоиде, равной 50 А/с, на его концах возникает ЭДС самоиндукции В. Определить индуктивность L cоленоида.

 

Дано: Решение.

А/с Индуктивность соленоида связана с ЭДС

самоиндукции и скоростью изменения силы

В тока в его обмотке соотношением

.

L — ? Вынося постоянную величину L за знак приращения,

получим

.

Опустив знак «минус» в этом равенстве (направление э.д.с. в данном случае несущественно) и выразив интересующую нас величину – индуктивность, получим

; (мГн).

Ответ:L = 1,6 мГн.

 

Задача 2.Катушка имеет сопротивление R = 10 Ом и индуктивность L = 0,1 Гн. Через сколько времени после выключения в катушке возникнет ток, равный половине установившегося?

 

Дано: Решение.

R = 10 Ом При выключении тока в катушке он не мгновенно

L = 0,1 Гн становится равным нулю. При убывании тока

в катушке возникает ЭДС самоиндукции, пре-

пятствующая убыванию тока.

t — ?

Возникает экстраток размыкания. Этот ток будет изменятся по закону

,

где — установившийся ток в катушке (в начальный момент времени ), I – ток в момент времени t, R – сопротивление катушки, L – её индуктивность. Тогда

; , отсюда

 

 

Вычислим : .

 

Ответ:t = c.

 

Задача 3.Источник тока замкнули на катушку с сопротивлением R = 10 Ом и индуктивностью L = 1 Гн. Через сколько времени сила тока замыкания достигает 0,9 предельного значения.

 

Дано: Решение.

R = 10 Ом Закон изменения силы тока при замыкании цепи

L = 1 Гн имеет вид:

I = 0,9∙I ,

t -?

т.к. , то 0,9 , отсюда . Логарифмируем это выражение:

; => .

 

Вычислим: (с).

 

Ответ:t = 0,23 с.

 

Задача 4. На железный стержень длиной = 50 см и сечением = 2 см2 намотан в один слой провод так, что на каждый сантиметр длины стержня приходится 20 витков. Определить энергию магнитного поля в сердечнике соленоида, если сила тока в обмотке = 0,5 А.

Дано: Решение

= 50 см = 0,5 м Энергия магнитного поля

соленоида

S = 2 см2 = 2 .10-4 м2

= 20 .

I = 0,5 А

Индуктивность соленоида

,

— ? где = 4p · 10-7 .

Магнитная проницаемость сердечника соленоида: ,

где В – индукция магнитного поля внутри соленоида, Н – напряженность.

Подставив в формулу энергии индуктивность L и магнитную проницаемость , получим расчетную формулу:

,

где .

Найдем напряженность Н: Н = 2 .103. 0,5 = 103 ( ).

Индукцию В можно найти из графика зависимости В от Н (см. рис. 4.3). При Н = 103 индукция равна : В = 1,3 Тл.

Вычислим энергию магнитного поля, подставив числовые значения в расчетную формулу.

= 0,065 (Дж).

 

Ответ: = 0,065 Дж.

Задача 5.Индуктивность L соленоида длиной ℓ = 60 см и площадью поперечного сечения S = 4 см² равна 4 Гн. При какой силе тока I объёмная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида составляет 2 Дж/м³?

 

Дано: Решение.

L = 4 Гн Энергия магнитного поля внутри соленоида

ℓ = 60 см = 0,6 м ,

S = 4 см² = 4 м² где I – сила тока.

= 2 Дж/м³

I -?

Объёмная плотность энергии , откуда ,

где V = ℓS — объём соленоида, тогда , отсюда

;

(А).

 

Ответ:I = 1,55 A.

 

Задача 6. На один немагнитный сердечник намотаны две катушки, имеющие индуктивности L1 = 0,2 Гн и L2 = 0,8 Гн. Какой ток потечет во второй катушке, если ток I1 = 0,3 А в первой катушке выключить в течение = 0,001 с. Сопротивление второй катушки R2 = 600 Ом.

Дано: Решение

L1 = 0,2 Гн ; ;

L2 = 0,8 Гн .

I = 0,3 A — индуктивность 1-ой катушки (4.20)

— индуктивность 2-ой катушки (4.21)

R2 = 600 Ом — взаимная индуктивность. (4.22)

I2 — ?

Из (4.20) выразим , из (4.21) выразим , подставим в (4.22) и получим , откуда .

 

Тогда .

.

Подставляя числовые значения, находим:

 

(А).

Ответ: I2 = 0,2 А.

 

Задачи для самостоятельного решения

Самоиндукция

Задача 4.1.При помощи реостатаравномерно увеличивают силу тока в катушке на А в секунду. Индуктивность катушки Гн. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции.

Ответ: =1 мВ.

 

Задача 4.2.В соленоиде без сердечника, содержащем N = 1000 витков, при увеличении силы тока магнитный поток увеличился на = 1 мВб. Определить среднюю ЭДС самоиндукции , возникающую в соленоиде, если изменение силы тока произошло за время = 0,1 с. Ответ: =10 В.

 

Задача 4.3.Если сила тока, проходящего в некотором соленоиде, изменяется на = 40 А/с, то на концах соленоида возникает среднее значение ЭДС самоиндукции < > = 0,1 В. Найти индуктивность соленоида.

Ответ:L = 2,5 мГн.

 

Задача 4.4.Катушка длиной ℓ = 50 см и диаметром d = 5 см содержит N = 200 витков. По катушке течёт ток I = 1 А. Определить: 1) индуктивность катушки L; 2) магнитный поток , пронизывающий площадь её поперечного сечения.

Ответ:1) L = 197 мкГн; 2) Ф = 986 нВб.

 

Задача 4.5.Длинный соленоид индуктивностью L = 4 мГн содержит N = 600 витков. Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 см². Определить магнитную индукцию поля B внутри соленоида, если сила тока I, протекающего по его обмотке, равна 6 А.

Ответ:B = 0,02 Тл.

 

Задача 4.6.Определить, сколько витков проволоки N, вплотную прилегающих друг к другу, диаметром d = 0,5 мм с изоляцией ничтожной толщины надо намотать на картонный цилиндр диаметром D = 1,5 см, чтобы получить однослойную катушку индуктивностью L = 100 мкГн.

Ответ:N = 225 витков.

 

Задача 4.7.По соленоиду течёт ток I = 2 А. Магнитный поток пронизывающий поперечное сечение соленоида, равен 4 Вб. Определить индуктивность соленоида L, если он имеет N = 800 витков.

Ответ:L =1,6 мГн.

 

Задача 4.8. Обмотка соленоида с железным сердечником содержит N = 500 витков. Длина сердечника равна 50 см. Как и во сколько раз изменится индуктивность L соленоида, если сила тока, протекающего по обмотке, возрастет от А до А. Зави-

симость B = f(H) дана на рис.4.3.

Ответ: —уменьшится в 6,5 раза.

 

Задача 4.9.Две длинные катушки намотаны на общий сердечник, причём индуктивность этих катушек L = 0,64 Гн и 0,04 Гн. Определить, во сколько раз число витков первой катушки больше, чем второй.

Ответ: = 4 .

 

Задача 4.10.По катушке, индуктивность которой L = 0,03 Гн, течет ток силой I =0,6 А. При размыкании цепи сила тока изменяется практически до нуля за время = 120 мс. Определить среднюю ЭДС самоиндукции < >, возникающую в контуре.

Ответ: < > =0,15 В.

 

Задача 4. 11.На картонный каркас длиной = 50 см и площадью сечения S = 4 см ,намотан в один слой провод диаметромd =0,2 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу (толщиной изоляции пренебречь). Вычислить индуктивность L получившегося соленоида.

Ответ:L =6,28 мГн.

 

Задача 4.12.Соленоид, площадь сечения которого равна S = 5 см , содержит N = 1200 витков. Индукция В магнитного поля внутри соленоида при силе тока I =2 А равна 0,01 Тл. Определить индуктивность соленоида L.

Ответ:L = 3 мГн.

Взаимная индукция

Задача 4.13.Две катушки намотаны на один общий сердечник. Определить их взаимную индуктивность, если при скорости изменения силы тока в первой катушке А/с во второй катушке индуцируется ЭДС В.

Ответ:M =0,1 Гн.

 

Задача 4.14.Две катушки намотаны на один сердечник. Индуктивность первой катушки L1= 0,12 Гн, второй — Гн. Сопротивление второй катушки R2 = 300 Ом. Определить силу тока I2 во второй катушке, если за время с силу тока в первой катушке уменьшить от I1 = 0,5 А до нуля.

Ответ:I2 = 0,1 А.

 

Задача 4.15.Две катушки расположены на небольшом расстоянии одна от другой. Когда сила тока в первой катушке изменяется с быстротой , во второй катушке возникает ЭДС индукции В. Определить коэффициент взаимной индуктивности катушек М.

Ответ:M = 0,02 Гн.

 

Задача 4.16.На соленоид с немагнитным сердечником длиной = 0,2 м и площадью поперечного сечения S = 3 ∙ 10-3 м² надет проволочный виток. Число витков соленоида N = 320. Какая средняя ЭДС взаимоиндукции < > возникнет в витке, если ток соленоида I = 3 А выключить в течение Δt = 0,001 с.

Ответ:< >=0,018 В.

 

Задача 4.17.Два соленоида (L = 0,64 Гн, L = 1 Гн) одинаковой длины и практически равных сечений вставлены один в другой. Определить взаимную индуктивность М соленоидов.

Ответ:М= 0,8 Гн.

Энергия, объемная плотность энергии

Задача 4.18.Сила тока I в обмотке соленоида, содержащей N = 1500 витков, равна 5 А. Магнитный поток через поперечное сечение соленоида составляет 200 мкВб. Определить энергию магнитного поля в соленоиде.

Ответ: =0,75 Дж.

 

Задача 4.19.Обмотка электромагнита, находясь под постоянным напряжением, имеет сопротивление R = 15 Ом и индуктивность L = 0,3 Гн. Определить время t, за которое в обмотке выделится количество теплоты Q, равное энергии магнитного поля в сердечнике.

Ответ: ∆t = 0,01 с.

 

Задача 4.20.Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки диаметром d = 0,5 мм имеет длину ℓ = 0,4 м и поперечное сечение S = 50 см². Какой ток I течёт по обмотке при напряжении U = 10 В, если за время t = 0,5 мс в обмотке выделяется количество теплоты Q, равное энергии поля внутри соленоида? (Поле считать однородным).

Ответ:I = 995 мА.

Задача 4.21.По соленоиду длиной = 0,5 м, имеющему число витков N = 250, течет ток силой I = 5 А. Площадь поперечного сечения S = 25 см . В соленоид вставлен железный сердечник. Найти энергию магнитного поля соленоида. Зависимость B = f(H) дана на рис. 4.3.

Ответ: =2,18 Дж.

 

Задача 4.22.Индуктивность соленоида при длине = 1 м и площади поперечного сечения S = 20 см² равна 0,4 мГн. Определить силу тока I в соленоиде, при которой объёмная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида равна 0,1 Дж/м³.

Ответ:I = 1 А.

 

Задача 4.23.Тороид с воздушным сердечником содержит N = 20 витков на 1 см. Определить объёмную плотность энергии в тороиде, если по его обмотке протекает ток I = 3 А.

Ответ: =22,6 Дж/м³.

 

Задача 4.24.Определить объёмную плотность энергии магнитного поля в стальном сердечнике, если индукция В магнит-

ного поля равна 0,5 Тл ( см. рис. 4.3).

Ответ: =25 Дж/м .

 

Задача 4.25.При некоторой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля соленоида (без сердечника) равна 0,2 Дж/м . Во сколько раз увеличится плотность энергии поля при той же силе тока, если соленоид будет иметь железный сердечник

(рис. 4.3)?

Ответ:В 1600 раз.

Токи при замыкании и размыкании цепи

Задача 4. 26.Катушку индуктивностью L = 0,6 Гн подключают к источнику тока. Определить сопротивление катушки R, если за время t = 3 с сила тока I через катушку достигает 80% предельного значения.

Ответ:R = 322 мОм.

 

Задача 4.27.Определить, через сколько времени t сила тока замыкания I достигнет 0,95 предельного значения, если источник тока замыкают на катушку сопротивлением R = 12 Ом и индуктивностью L = 0,5 Гн.

Ответ:t = 125 мс.

 

Задача 4.28.Имеется катушка индуктивностью L = 0,1 Гн и сопротивлением R = 0,8 Ом. Определить, во сколько раз уменьшится сила тока I в катушке через 30 мс, если источник тока отключить и катушку замкнуть накоротко.

Ответ: .

Задача 4.29.Определить силу тока I в цепи через 0,01 с после её размыкания. Сопротивление цепи R = 20 Ом, индуктивность L = 0,1 Гн. До размыкания в цепи шёл ток А.

Ответ:I =6,75 А.

Задача 4.30.Электрическую цепь сопротивлением R = 10 Ом и индуктивность L = 1 Гн разомкнули. Через сколько времени сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения?

Ответ:t = 0,69 с.

 

ГЛАВА 5.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции…

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого…

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций…

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)…



XII.

ИНДУКЦИЯ. САМОИНДУКЦИЯ. ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ — МегаЛекции

1) Магнитная индукция B поля между полюсами двухполюсного генератора равна 0,8Тл. Ротор имеет N=100 витков площадью S=400см2. Определить частоту n вращения якоря, если максимальное значение ЭДС индукции εi=200В.

2) Прямой провод длиной l=40см движется в однородном магнитном поле со скоростью V=5м/с перпендикулярно линиям индукции. Разность потенциалов U между концами провода равна 0,6В. Вычислить индукцию B магнитного поля.

3) Катушка радиусом r=5см с числом витков N=20 и сопротивлением R=7Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией В=6Тл. Ось катушки направлена вдоль линий поля. Концы катушки замкнуты. Какой заряд пройдет через катушку, если повернуть ее на угол α=60о?

4) Обмотка тороида с немагнитным сердечником имеет N1=251 виток. Средний диаметр <D> тороида равен 8см, диаметр d витков равен 2см. На тороид намотана вторичная обмотка, имеющая N2=100 витков. При замыкании первичной обмотки в ней в течение t=1мс устанавливается сила тока I=3А. Найти среднюю ЭДС индукции <εi>, возникающей на вторичной обмотке.

5) Обмотка соленоида с железным сердечником содержит N=500 витков. Длина l сердечника равна 50см. Как и во сколько раз изменится индукция B соленоида, если сила тока, протекающего по обмотке, возрастет от I1=0,1А до I2=1А.

6) Индуктивность L катушки равна 2мГн. Ток частотой n=50Гц, протекающий по катушке, изменяется по синусоидальному закону. Определить среднюю ЭДС самоиндукции <εi>, возникающую за интервал времени Dt, в течение которого ток в катушке изменяется от минимального до максимального значения. Амплитудное значение силы тока I0=10А.

7) Соленоид содержит N=1000 витков. Площадь S сечения сердечника равна 10см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией B=1,5Тл. Найти среднюю ЭДС индукции <εi>, возникающей в соленоиде, если ток уменьшится до нуля за время t=500мкс.

8) Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет N1=750 витков и индуктивность L1=25мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до L2=36мГн, обмотку с катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Определить число N2 витков катушки после перемотки.

9) Две катушки имеют взаимную индуктивность 5 мГн. В первой катушке ток изменяется по закону . Найти наибольшее значение ЭДС, индуцируемой во второй катушке.

10) Соленоид содержит N=800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S=10см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией B=8мТл. Определить среднее значение ЭДС <εs> самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается практически до нуля за время Dt=0,8мс.

11) Соленоид диаметром d=4см, имеющий N=500 витков, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется со скоростью 1мТл/с. Ось соленоида составляет с вектором магнитной индукции угол a=45о. Определить ЭДС индукции, возникающей в соленоиде.

12) В магнитное поле, изменяющееся по закону B=B0coswt (B0=0,1Тл, w=4с -1), помещена квадратная рамка со стороной a=50см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол a=45о. Определить ЭДС индукции, возникающую в рамке в момент времени t=5с.

13) В однородное магнитное поле с индукцией B=0,3Тл помещена прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой l=15см. Определить ЭДС индукции, возникающей в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью V=10м/с.

14) В однородном магнитном поле (B=0,1Тл) вращается с постоянной угловой скоростью w=50с -1 вокруг вертикальной оси стержень длиной l=0,4м. Определить максимальную ЭДС индукции, возникающей в стержне, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции.

15) В однородном магнитном поле (B=0,2Тл) равномерно с частотой n=600мин -1 вращается рамка, содержащая N=1200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S=100см2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определить максимальную ЭДС, индуцируемую в рамке.

16) Магнитная индукция B поля между полюсами двухполюсного генератора равна 1Тл. Ротор имеет 140 витков (площадь каждого витка S=500см2). Определить частоту вращения якоря, если максимальное значение ЭДС индукции равно 220В.

17) В однородном магнитном поле (B=0,2Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка, содержащая N=200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S=100см2. Определить частоту вращения рамки, если максимальная ЭДС, индуцируемая в ней, εimax=12,6В.

18) Две катушки намотаны на один общий сердечник. Определить их взаимную индуктивность, если в первой катушке ток изменяется по закону , а во второй катушке в момент времени t=2c индуцируется ЭДС εi2=0,3В.

19) Проводник длиной 15см помещен в магнитное поле с индукцией 2Тл перпендикулярно силовым линиям поля. Концы проводника замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,5Ом. Какую мощность необходимо затратить, чтобы двигать проводник перпендикулярно к линиям индукции и к проводнику со скоростью 10м/с.

20) Металлический стержень массой 100г и длиной 1м подвешен за середину к пружине с жесткостью 10Н/м. Стержень совершает гармонические колебания с амплитудой 10см в однородном магнитном поле с индукцией 0,01Тл, направленном перпендикулярно плоскости колебаний. Найти максимальную разность потенциалов на концах стержня.

21) Два параллельных идеально проводящих рельса расположены на расстоянии 1м друг от друга в плоскости, перпендикулярной магнитному полю с индукцией 1Тл. Рельсы соединены проводниками с сопротивлениями 0,5Ом и 1,5Ом, движущимися в одном направлении со скоростями 3м/с и 2м/с. Найти ток в цепи.

22) Проволочное кольцо радиусом r=7см и сопротивлением R=10Ом расположено в однородном магнитном поле, индукция которого В=5Тл. Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости кольца. Определите величину заряда, который потечет по кольцу, если кольцо повернуть относительно одного из диаметров на угол p.

23) Проводящая рамка в форме равностороннего треугольника со стороной 10см может вращаться вокруг одной из своих сторон. Рамка помещена в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны оси вращения рамки и параллельны ее плоскости. При повороте рамки на некоторый угол по ней протек заряд 10мкКл. Определить угол, на который была повернута рамка, если индукция магнитного поля 8мТл, сопротивление рамки 3Ом.

24) В однородном магнитном поле с индукцией 0,1Тл расположен плоский проволочный виток так, что его плоскость перпендикулярна линиям индукции. Виток замкнут на гальванометр. При повороте витка через гальванометр протек заряд 9,5•10 -6Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка 10см2, сопротивление витка 2Ом.

25) Из двух одинаковых кусков проволоки изготовлены два контура – круглый и квадратный. Оба контура помещены в одной плоскости в однородное магнитное поле, изменяющееся со временем. В круговом контуре индуцируется постоянный ток 0,4А. Найдите силу тока в квадратном контуре.

26) По сверхпроводящему проводу, имеющему форму кольца радиусом r=8см, идет ток. Индукция магнитного поля в центре кольца равна Во=6мТл. Проводу придают форму кольца, радиусом r/2 «на ножке». Какова теперь магнитная индукция в центре уменьшенного кольца?

27) Сверхпроводящее кольцо с током перекручивают, превращая его в «восьмерку» из двух одинаковых колец. Затем «восьмерку» складывают так, что получается одно «двойное» кольцо. Как изменится магнитная индукция в центре кольца по сравнению с первоначальной?

28) Катушка радиусом 3см с числом витков N=1000 помещают в однородное магнитное поле (ось катушки параллельна линиям поля). Индукция поля изменяется с постоянной скоростью 10мТл/с. Какой заряд будет на конденсаторе, подключенном к концам катушки? Емкость конденсатора 20мкФ.

29) Катушка радиусом 3см с числом витков N=1000 помещают в однородное магнитное поле (ось катушки параллельна линиям поля). Индукция поля изменяется с постоянной скоростью 10мТл/с. Катушка замыкается накоротко. Найти выделяющуюся в ней тепловую мощность, если сопротивление катушки 16Ом.

30) Металлический диск радиусом 10см расположен в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости диска. Диск вращается с угловой скоростью 500рад/с. Два скользящих контакта (один на оси диска, другой на его цилиндрической поверхности) соединены через резистор, сопротивлением 10Ом. Какая мощность выделяется в резисторе, если индукция магнитного поля 0,5Тл?

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Электромагнитная индукция


5. 1. Соленоид диаметром d = 4 см, имеющий N = 500 витков, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется со скоростью 1 мТл/с. Ось соленоида составляет с вектором магнитной индукции угол α = 45°. Определить э. д. с. индукции, возникающей в соленоиде. Ответ: 444 мкВ.

5. 2. В магнитное поле, изменяющееся по закону В = B0·cosωt (В0 = 0,1 Тл, ω = 4с-1), помещена квадратная рамка со стороной d = 50 см, причем нормаль к рамке образует с направлением поля угол α = 45°. Определить э. д. с. индукции, возникающую в рамке в момент времени t = 5 с. Ответ: 64 мВ.

5. 3. Кольцо из алюминиевого провода (ρ = 26 нОм·м) помещено в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Диаметр кольца D = 30см, диаметр провода d = 2 мм. Определить скорость изменения магнитного поля, если ток в кольце I = 1 А. Ответ: 0,11 Тл/с.

5. 4. Плоскость проволочного витка площадью S = 100 см2 и сопротивлением R = 5 Ом, находящегося в однородном магнитном поле напряженностью Н = 10 кА/м, перпендикулярна линиям магнитной индукции. При повороте витка в магнитном поле отсчет гальванометра, замкнутого на виток, составляет Q = 12,6 мКл. Определить угол поворота витка. Ответ: 60°.

5. 5. В однородное магнитное поле с индукцией В = 0,3 Тл помещена прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой l = 15 см. Определить э. д. с. индукции, возникающей в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью υ = 10 м/с. Ответ: 0,45 В.

5. 6. В катушке длиной l = 0,5 м, диаметром d = 5 см и числом витков N = 1500 ток равномерно увеличивается на 0,2 А за одну секунду. На катушку надето кольцо из медной проволоки (ρ = 17 нОм·м) площадью сечения SK= 3 мм2. Определить силу тока в кольце. Ответ: 0,166 мА.

5. 7. Катушка диаметром d = 2 см, содержащая один слой плотно прилегающих друг к другу N = 500 витков алюминиевого провода сечением S =1 мм2, помещена в магнитное поле. Ось катушки параллельна линиям индукции. Магнитная индукция поля равномерно изменяется со скоростью 1 мТл/с. Определить тепловую мощность, выделяющуюся в катушке, если ее концы замкнуть накоротко. Удельное сопротивление алюминия ρ = 26 нОм·м. Ответ: 30,2 мкВт.



5. 8. В однородном магнитном поле (B = 0,1 Тл) вращается с постоянной угловой скоростью (ω = 50 с-1) вокруг вертикальной оси стержень длиной l = 0,4 м. Определить э. д. с. индукции, возникающей в стержне, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Ответ: 0,4 В.

5. 9. В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,02 Тл равномерно вращается вокруг вертикальной оси горизонтальный стержень длиной l = 0,5 м. Ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Определить число оборотов в секунду, при котором на концах стержня возникает разность потенциалов U = 0,1 В. Ответ: 6,37 с-1 .

5. 10.В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл) равномерно с частотой n = 600 мин-1 вращается рамка, содержащая N = 1200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определить максимальную э. д. с., индуцируемую в рамке. Ответ: 151 В.

5. 11.Магнитная индукция В поля между полюсами двухполюсного генератора равна 1 Тл. Ротор имеет 140 витков (площадь каждого витка S = 500 см2). Определить частоту вращения якоря, если максимальное значение э.д.с. индукции равно 220 В. Ответ: 5 с-1.

5. 12.В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка, содержащая N = 200 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 100 см2. Определить частоту вращения рамки, если максимальная э.д.с., индуцируемая в ней, (Ei)max= 12,6 В. Ответ: 5 с-1 .

5. 13.В однородном магнитном поле равномерно вращается прямоугольная рамка с частотой n = 600 мин-1. Амплитуда индуцируемой в рамке э. д. с. E0 = 38 В. Определить максимальный магнитный поток через рамку. Ответ: 47,7 мВб.

5. 14.Катушка длиной l = 50 см и диаметром d=5 см содержит N = 200 витков. По катушке течет ток I = 1А. Определить: 1) индуктивность катушки; 2) магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения. Ответ: 1) 197 мкГн; 2) 985 нВб.

5. 15.Длинный соленоид индуктивностью L = 4 мГн содержит N = 600 витков. Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 см2. Определить магнитную индукцию поля внутри соленоида, если сила тока, протекающего по его обмотке, равна 6 А. Ответ: 0,02 Тл.

5. 16.Две длинные катушки намотаны на общий сердечник, причем индуктивности этих катушек L1 = 0,64 Гн и L2 = 0,04 Гн. Определить, во сколько раз число витков первой катушки больше, чем второй. Ответ: В 4 раза.

5. 17.Определить, сколько витков проволоки, вплотную прилегающих друг к другу, диаметром d = 0,5 мм с изоляцией ничтожной толщины надо намотать на картонный цилиндр диаметром D = 1,5см, чтобы получить однослойную катушку индуктивностью L = 100 мкГн? Ответ: 225.

5. 18. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас, L = 1,6мГн. Длина соленоида l = 1 м, сечение S = 20 см2. Сколько витков приходится на каждый сантиметр длины соленоида? Ответ: 8 см2.

5. 19.Сверхпроводящий соленоид длиной l = 10 см и площадью поперечного сечения S = 3 см2, содержащий N = 1000 витков, может быть подключен к источнику э. д. с. Е = 12 В. Определить силу тока через 0,01с после замыкания ключа. Ответ: 31,8 А.

5. 20.Через катушку, индуктивность L которой равна 200 мГн, протекает ток, изменяющийся по закону I = 2cos3t. Определить: 1) закон изменения э. д. с. самоиндукции; 2) максимальное значение э. д. с. самоиндукции. Ответ: Es = 1,2sin3t B; 2) 1,2 В.

5. 21.В соленоиде без сердечника, содержащем N=1000 витков, при увеличении силы тока магнитный поток увеличился на 1 мВб. Определить среднюю э. д. с. самоиндукции <Es>, возникающую в соленоиде, если изменение силы тока произошло за 0,1 с. Ответ: 1 В.

5. 22.Имеется катушка индуктивностью L = 0,1 Гн и сопротивлением R = 0,8 Ом. Определить, во сколько раз уменьшится сила тока в катушке через t = 30 мс, если источник тока отключить и катушку замкнуть накоротко. Ответ: В 1,27 раза.

5. 23.Определить, через какое время сила тока замыкания достигнет 0,95 предельного значения, если источник тока замыкают на катушку сопротивлением R = 12 Ом и индуктивностью 0,5 Гн. Ответ: 125 мс.

5. 24.Катушку индуктивностью L = 0,6 Гн подключают к источнику тока. Определить сопротивление катушки, если за время t = 3 с сила тока через катушку достигает 80% предельного значения. Ответ: 322 мОм.

5. 25.Бесконечно длинный соленоид длиной l = 0,8 м имеет однослойную обмотку из алюминиевого провода массой m = 400г. Определить время релаксации τ для этого соленоида. Плотность и удельное сопротивление алюминия равны соответственно ρ = 2,7 г/см3 и ρ’ = 26 нОм·м. Ответ: 712 мкс.

5. 26.Соленоид диаметром d = 3 см имеет однослойную обмотку из плотно прилегающих друг к другу витков· алюминиевого провода (ρ’ = 26 нОм·м) диаметром d1 = 0,3мм. По соленоиду течет ток I0 = 0,5 А. Определить количество электричества Q, протекающее по соленоиду, если его концы закоротить. Ответ: 42,7 мкКл.

5. 27.Две катушки намотаны на один общий сердечник. Определить их взаимную индуктивность, если при скорости изменения силы тока в первой катушке dI1/dt = 3 А/с во второй катушке индуцируется э.д с. E2 = 0,3 В. Ответ: 0,1 Гн.

5. 28.Два соленоида L1 = 0,64 Гн, L2 = 1 Гн одинаковой длины и равного сечения вставлены один в другой. Определить взаимную индуктивность соленоидов. Ответ: 0,8 Гн.

5. 29.Трансформатор с коэффициентом трансформации 0,15 понижает напряжение с 220 до 6 В. При этом сила тока во вторичной обмотке равна 6 А. Пренебрегая потерями энергии в первичной обмотке, определить сопротивление вторичной обмотки трансформатора Ответ: 4,5 Ом.

5. 30.Автотрансформатор, понижающий напряжение с U1 = 6 кВ до U2 = 220 В, содержит в первичной обмотке N1 = 2000 витков. Сопротивление вторичной обмотки R2 = 1 Ом. Сопротивление внешней цепи (в сети пониженного напряжения) R = 12 Oм. Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, определить число витков во вторичной обмотке трансформатора. Ответ: 79.

5. 31.Трансформатор, понижающий напряжение с 220 до 12 В, содержит в первичной обмотке N1= 2000 витков. Сопротивление вторичной обмотки R2 = 0,15 Ом. Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, определить число витков во вторичной обмотке, если во внешнюю цепь (в сети пониженного напряжения) передают мощность P = 20 Вт. Ответ: 111.

5. 32.Сила тока I в обмотке соленоида, содержащего W = 1500 витков, равна 5 А. Магнитный поток Ф через поперечное сечение соленоида составляет 200 мкВб. Определить энергию магнитного поля в соленоиде. Ответ: 0,75 Дж.

5. 33.Обмотка электромагнита, находясь под постоянным напряжением, имеет сопротивление R =15 Ом и индуктивность L = 0,3 Гн. Определить время, за которое в обмотке выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике. Ответ: 0,01 с.

5. 34.Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки диаметром d = 0,5 мм имеет длину l = 0,4 м и поперечное сечение S = 50 см2. Какой ток течет по обмотке при напряжении U = 10 В, если за время t = 0,5 мс в обмотке выделяется количество теплоты, равное энергии поля внутри соленоида? Поле считать однородным. Ответ: 995 мА.

5. 35.Индуктивность соленоида при длине 1 м и площади поперечного сечения 20 см2 равна 0,4 мГн. Определить силу тока в соленоиде, при которой объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида равна 0,1 Дж/м3. Ответ: 1 А.

5. 36.Две катушки расположены на небольшом расстоянии одна от другой. Когда сила тока в первой катушке изменяется с быстротой ∆I/∆t = 5 А/с, во второй катушке возникает э.д.с. индукции 0,1 В. Определить коэффициент М взаимной индукции катушек. Ответ: 20 мГн.

5. 37.Тороид с воздушным сердечником содержит 20 витков на 1 см. Определить объемную плотность энергии в тороиде, если по его обмотке протекает ток 3 А. Ответ: 22,6 Дж/м3 .

 

1234

Сила тока в катушке увеличилась в 2 раза как изменится магнитный поток

Электромагнит своими руками (инструкция). Собери электромагнит своими руками Как создать электромагнит в домашних условиях

В этом видео уроке канал «Э+М» рассказал о том, что такое электромагнит. Также показал, как сделать его руками с напряжением питания 12 вольт и поставил серию опытов с его использованием. Показал, как увеличить эффективность.

Для начала немного теории истории. В начале 19 века датский физик Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом. Ток, проходящий через проводник, находящийся рядом с компасом, отклоняет его стрелку в сторону проводника.

Это свидетельствует о наличии магнитного поля вокруг проводника. Также выяснилось, что если в намотать проводник в катушку, его магнитные свойства усилится.

В катушке с проводом, так называемом соленоиде, образуются магнитные линии, такие же, как и в постоянном магните.

В зависимости от того, какой стороной понесем катушку к компасу, он будет отклоняться в ту или иную сторону. Так как в катушке образовались два полюса: северный и южный. Можно изменить направление электрического тока, когда поменяются полюса.

Для эксперимента автор канала намотал 2 одинаковые катушки. Первая катушка 260 витков, сопротивление 7 ом. 2 в два раза больше. 520 витков, сопротивление 15 ом. Питание будет осуществляться от источника постоянного тока. Напряжение 12 вольт.

В данном случае это компьютерный блок питания. Также подойдет свинцовый аккумулятор.

Катушка не может справиться с этой нагрузкой. Попробуем провести тот же опыт со второй катушкой. Ток здесь составляет 0,7 ампера. Это в 2 раза меньше, чем у 1. При том же напряжении 12 вольт. Она также не может притянуть рубль.

Что можно сделать, чтобы увеличить магнитные свойства нашей катушки? Попробуем ставить железный сердечник. Для этого используем болт. Теперь он выступит в качестве магнитопровода. Последний способствует прохождению магнитного потока через себя, увеличивает соответствующие свойства соленоида.

Теперь наша конструкция превратилась в электромагнит. Он уже с легкостью справляется с рублем. Ток остался таким же, 1,4 ампера.

Поэкспериментируем дальше и посмотрим, сколько таких предметов может притянуть магнитная катушка. Электромагнит нагрелся, значит его сопротивление увеличилось. Чем больше сопротивление, тем меньше ток. Тем меньше магнитное поле катушка создаёт.

Дадим а полностью остыть электромагниту и повторим экспериментов. В этот раз нагрузкой станут 12 монет. Как видим, нижние монеты при снижении тока начали сами отпадает.

Сколько не пытался ведущий экспериментировать, удалось поднять не более такой нагрузки.

Проведем тот же опыт со второй катушкой. У него два раза больше витков. Посмотрим, сильнее ли она, чем предыдущая.Смотрите продолжение о электромагните на 12 вольт на видео с 6 минуты.

izobreteniya.net

Как сделать самодельный электромагнит

В этом видеоролике канала Креосан показано, как сделать самостоятельно электрический магнит. Нужно взять трансформатор от микроволновки, распилить его и достать обмотки. Также подойдут и другие трансформаторы. Но мощные и доступные только в микроволновках.

Нам понадобится первичная обмотка. Мы его только включили в сеть, а он уже начинает вибрировать. Что же будет, когда он будет притягивать железо? Настало время испытать electromagnet. На него можно подавать 12, 24, 36, 48, 110, 220 вольт. При этом может быть постоянный и переменный ток.

Включаем аккумулятор от ноутбука и посмотрим, на что способен самодельный электромагнит при напряжении 12 вольт. Берем орешек и при участии электромагнита плющим его дверью. Как видите, с орешком он легко расправился. Попробуем поднять что-то потяжелее.

Например крышку от канализационного люка.

Есть идея простого измерителя пульсаций.

Простейший электромагнит за 5 минут

Далее. Еще один канал (HM Show) выпустил ролик по той же теме.Он показал, как сделать простой электромагнит за 5 минут. Для изготовления устройства своими руками понадобится стальной стержень, медная проволока и любой изолирующий материал.

Для начала изолируем стальной стержень строительным скотчем, излишки материала отрезаем. Необходимо намотать медную проволоку на изолирующий материал так, чтобы было как можно меньше воздушных зазоров.

От этого зависит сила магнита, также от толщины медной проволоки, количества витков и силы ток. Данные показатели нужно подбирать экспериментально.

После того, как намотали проволоку, обмотать её изолирующим материалом.

Что такое катушка индуктивности

Что вы себе представляете под словом «катушка» ? Ну… это, наверное, какая-нибудь «фиговинка», на которой намотаны нитки, леска, веревка, да что угодно! Катушка индуктивности представляет из себя точь-в-точь то же самое, но вместо нитки, лески или чего-нибудь еще там намотана обыкновенная медная проволока в изоляции.

Изоляция может быть из бесцветного лака, из ПВХ-изоляции и даже из матерчатой. Тут фишка такая, что хоть и провода в катушке индуктивности очень плотно прилегают к друг другу, они все равно изолированы друг от друга. Если будете мотать катушки индуктивности своими руками, ни в коем случае не вздумайте брать обычный медный голый провод!

Самоиндукция

Представим себе любую электрическую цепь, параметры которой можно менять. Если мы изменим силу тока в этой цепи — например, подкрутим реостат или подключим другой источник тока — произойдет изменение магнитного поля. В результате этого изменения в цепи возникнет дополнительный индукционный ток за счет электромагнитной индукции, о которой мы говорили выше. Такое явление называется самоиндукцией, а возникающий при этом ток — током самоиндукции.

Формула магнитного потока для самоиндукции

Ф = LI

Ф — собственный магнитный поток

L — индуктивность контура

I — сила тока в контуре

Онлайн-подготовка к ОГЭ по физике поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Самоиндукция — это возникновение в проводящем контуре ЭДС, создаваемой вследствие изменения силы тока в самом контуре.

Самоиндукция чем-то напоминает инерцию: как в механике нельзя мгновенно остановить движущееся тело, так и ток не может мгновенно приобрести определенное значение за счет самоиндукции.

Представим цепь, состоящую из двух одинаковых ламп, параллельно подключенных к источнику тока. Если мы последовательно со второй лампой включим в эту цепь катушку, то при замыкании цепи произойдет следующее:

  • первая лампа загорится практически сразу,
  • вторая лампа загорится с заметным запаздыванием.

При размыкании цепи сила тока быстро уменьшается, и возникающая ЭДС самоиндукции препятствует уменьшению магнитного потока. При этом индуцированный ток направлен так же, как и исходный. ЭДС самоиндукции может во многом раз превысить внешнюю ЭДС. Поэтому электрические лампочки так часто перегорают при отключении света.

ЭДС самоиндукции

ξis — ЭДС самоиндукции

ΔФ/Δt — скорость изменения магнитного потока [Вб/с]

ΔI/Δt — скорость изменения силы тока в контуре [А/с]

L — индуктивность

Знак минуса в формуле закона электромагнитной индукции указывает на то, что ЭДС индукции препятствует изменению магнитного потока, который вызывает ЭДС. При решении расчетных задач знак минуса не учитывается.

Катушка индуктивности в цепи постоянного тока.

И, в первую очередь, разберемся, что происходит в самой катушке при протекании тока. Если ток не изменяет своей величины, то катушка не оказывает на него никакого влияния. Значит ли это, что в случае постоянного тока использование катушек индуктивности и рассматривать не стоит? Однозначно нет. Ведь постоянный ток можно «включать/выключать», и как раз в моменты переключения и происходят все ключевые процессы. Давайте рассмотрим цепь:

Резистор выполняет в данном случае роль нагрузки, на его месте могла бы быть, к примеру, лампа. Помимо резистора и индуктивности в цепь включены источник постоянного тока и переключатель, с помощью которого мы будем замыкать и размыкать цепь. Что же произойдет в тот момент когда мы замкнем выключатель?

Ток через катушку начнет изменяться, поскольку в предыдущий момент времени он был равен 0. Изменение тока приведет к изменению магнитного потока внутри катушки, что, в свою очередь, вызовет возникновение ЭДС (электродвижущей силы) самоиндукции, которую можно выразить следующим образом:

\varepsilon_s = -\frac{d\Phi}{dt}

Возникновение ЭДС приведет к появлению индукционного тока в катушке, который будет протекать в направлении, противоположном направлению тока источника питания. Таким образом, ЭДС самоиндукции будет препятствовать протеканию тока через катушку (индукционный ток будет компенсировать ток цепи из-за того, что их направления противоположны). А это значит, что в начальный момент времени (непосредственно после замыкания выключателя) ток через катушку I_L будет равен 0. В этот момент времени ЭДС самоиндукции максимальна.

А далее произойдет следующее — поскольку величина ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения тока, то она будет постепенно ослабевать, а ток, соответственно, наоборот, будет возрастать. Давайте посмотрим на графики, иллюстрирующие то, что мы обсудили:

На первом графике мы видим входное напряжение цепи — изначально цепь разомкнута, но при замыкании переключателя появляется постоянное значение. На втором графике мы видим изменение величины тока через катушку индуктивности. Непосредственно после замыкания ключа ток отсутствует из-за возникновения ЭДС самоиндукции, а затем начинает плавно возрастать.

Напряжение на катушке наоборот в начальный момент времени максимально, а затем уменьшается. График напряжения на нагрузке будет по форме (но не по величине) совпадать с графиком тока через катушку (поскольку при последовательном соединении ток, протекающий через разные элементы цепи одинаковый).

Аналогичный переходный процесс в цепи будет наблюдаться и при размыкании ключа. В катушке индуктивности возникнет ЭДС самоиндукции, но индукционный ток в случае размыкания будет направлен в том же самом направлении, что и ток в цепи, а не в противоположном, поэтому запасенная энергия катушки индуктивности пойдет на поддержание тока в цепи:

После размыкания ключа возникает ЭДС самоиндукции, которая препятствует уменьшению тока через катушку, поэтому ток достигает нулевого значения не сразу, а по истечении некоторого времени. Напряжение же в катушке по форме идентично случаю замыкания переключателя, но противоположно по знаку. Это связано с тем, что изменение тока, а соответственно и ЭДС самоиндукции, в первом и втором случаях противоположны по знаку (в первом случае ток возрастает, а во втором убывает).

Кстати, я упомянул, что величина ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока, так вот, коэффициентом пропорциональности является как раз индуктивность катушки:

\varepsilon_s = -L\medspace\frac{dI}{dt}

На этом мы заканчиваем с катушками индуктивности в цепях постоянного тока и переходим к цепям переменного тока.

Важный (!) нюанс заключается в том, что напряжение на катушке при описанных переходных процессах может достигнуть весьма значительных величин. Это, в свою очередь, легко может привести к выходу из строя тех или иных компонентов, входящих в состав цепи. Например, при управлении индуктивной нагрузкой при помощи ключа на транзисторе явление возникновения ЭДС самоиндукции с впечатляющей вероятностью приведет к выходу транзистора из строя. Для защиты от этого параллельно индуктивной нагрузке ставят защитный диод, но сегодня речь не об этом, поэтому для данного аспекта я опубликую отдельный материал с рассмотрением основных нюансов.

Магнитный поток

Прежде чем говорить об электромагнитной индукции и самоиндукции, нам нужно определить сущность магнитного потока.

Представьте, что вы взяли в руки обруч и вышли на улицу в ливень. Потоки воды будут проходить через обруч.

Если держать обруч горизонтально, то через него пройдет много воды. А если начать его поворачивать — уже меньше, потому что он расположен не под прямым углом к вертикали.

Теперь давайте поставим обруч вертикально — ни одной капли не пройдет сквозь него (если ветер не подует, конечно).

Магнитный поток очень похож на поток воды, проходящей через обруч, только считаем мы величину прошедшего через площадь магнитного поля, а не дождя.

Магнитным потоком через площадь ​S​ контура называют скалярную физическую величину, равную произведению:

  • модуля вектора магнитной индукции ​B​,
  • площади поверхности ​S​, которую пронизывает поток,
  • и косинуса угла ​α​ между направлением вектора магнитной индукции и вектора нормали (перпендикуляра к плоскости данной поверхности).

Магнитный поток

Ф — магнитный поток

B — магнитная индукция

S — площадь пронизываемой поверхности

n — вектор нормали (перпендикуляр к поверхности)

Магнитный поток можно наглядно представить как величину, пропорциональную числу магнитных линий, проходящих через данную площадь.

В зависимости от угла ​α магнитный поток может быть положительным (α < 90°) или отрицательным (α > 90°). Если α = 90°, то магнитный поток равен 0.

Изменить магнитный поток можно, меняя площадь контура, модуль индукции поля или расположение контура в магнитном поле (поворачивая его).

В случае неоднородного магнитного поля и неплоского контура магнитный поток находят как сумму магнитных потоков, пронизывающих площадь каждого из участков, на которые можно разбить данную поверхность.

Устройство и принцип работы катушки индуктивности.

Как уже понятно из названия элемента — катушка индуктивности, в первую очередь, представляет из себя не что иное, как катушку. То есть некоторое количество витков изолированного проводника. Причем наличие изоляции является важнейшим условием — витки катушки не должны замыкаться друг с другом. Чаще всего витки наматываются на цилиндрический или тороидальный каркас:

Важнейшей характеристикой катушки индуктивности является, естественно, индуктивность. {-7}\medspace\frac{Гн}{м}

  • \mu — магнитная проницаемость магнитного материала сердечника. Пара слов о том, что это за сердечник и для чего он нужен. Дело все в том, что если катушку намотать не просто на каркас (внутри которого воздух), а на магнитный сердечник, то индуктивность возрастет многократно. Посудите сами — магнитная проницаемость воздуха равна 1, а для никеля она может достигать величины 1100. Вот мы и получаем увеличение индуктивности более чем в 1000 раз
  • S — площадь поперечного сечения катушки
  • N — количество витков
  • l — длина катушки

    • Из формулы следует, что при увеличении числа витков или, к примеру, диаметра (а соответственно и площади поперечного сечения), индуктивность будет увеличиваться. А при увеличении длины — уменьшаться. Таким образом, витки на катушке стоит располагать как можно ближе друг к другу, поскольку это приведет к уменьшению длины.

    С устройством катушки индуктивности разобрались, пришло время рассмотреть физические процессы, которые протекают в этом элементе при прохождении электрического тока. Для этого мы рассмотрим две схемы — в одной будем пропускать через катушку постоянный ток, а в другой -переменный.

    Индуктивность

    Индуктивность — это способность катушки, контура или проводника с током накапливать магнитное поле. Она характеризует способность проводника сопротивляться электрическому току. Проще всего это делать с помощью катушки, потому что катушка состоит из витков, которые представляют собой контуры. Вспомните про магнитный поток и обруч под дождем — в контуре создается магнитный поток. Где поток, там и электромагнитная индукция.

    Индуктивность контура зависит от его формы и размеров, от магнитных свойств окружающей среды и не зависит от силы тока в контуре.

    Как работает катушка

    Вокруг каждого проводника, по которому протекает ток, образуется магнитное поле. Если поместить проводник в переменное поле — в нем возникнет ток.

    Магнитные поля каждого витка катушки складываются. Поэтому вокруг катушки, по которой протекает ток, возникает сильное магнитное поле. При изменении силы тока в катушке будет изменяться и магнитный поток вокруг нее.

    Задачка раз

    На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 15 до 20 с. Ответ выразите в мкВ.

    Решение

    За время от 15 до 20 с сила тока изменилась от 20 до 0 мА. Модуль ЭДС самоиндукции равен:

    Ответ: модуль ЭДС самоиндукции с 15 до 20 секунд равен 4 мкВ.

    Задачка два

    По проволочной катушке протекает постоянный электрический ток силой 2 А. При этом поток вектора магнитной индукции через контур, ограниченный витками катушки, равен 4 мВб. Электрический ток какой силы должен протекать по катушке для того, чтобы поток вектора магнитной индукции через указанный контур был равен 6 мВб?

    Решение

    При протекании тока через катушку индуктивности возникает магнитный поток, численно равный Ф = LI.

    Отсюда индуктивность катушки равна:

    Тогда для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб ток будет равен:

    Ответ: для достижения значений потока вектора магнитной индукции в 6 мВб необходим ток в 3 А.

    Задания

    Задание №1

    На рисунке 10 дана схема устройства электрического звонка. На ней буквами обозначено: ЭМ — дугообразный электромагнит, Я — железная пластинка — якорь, М — молоточек, З — звонковая чаша, К — контактная пружина, касающаяся винта В. Рассмотрите схему звонка и объясните, как он действует.

    Рисунок 10. Устройство электрического звонка

    Когда мы подаем на это устройство питание, по проводам начинает течь ток. Он течет и по проводам в катушках дугообразного электромагнита (ЭМ).

    Возникает магнитное поле. Катушки начинают действовать как магниты и притягивают к себе якорь (так как он железный).

    К якорю прикреплен молоточек (М). При притяжении якоря к электромагниту он ударяется о звонковую чашу (З).

    Также якорь соединен с контактной пластиной (К). При притяжении к электромагниту он тянет ее за собой и электрическая цепь размыкается — винт (В) перестает касаться пластины, тока нет.

    Тут же пропадает и магнитное поле катушек. Якорь возвращается на прежнее место и цепь снова замыкается. Снова по проводам течет ток, возникает магнитное поле, и якорь притягивается к электромагниту.

    Получается, что молоточек совершает мелкие быстрые удары по звонковой чаше. Каждый удар происходит при возникновении магнитного поля. Так будет происходить до тех пор, пока звонок не будет отключен от источника питания.

    Задание №2

    На рисунке 11 показана схема простейшей телеграфной установки, позволяющей передавать телеграммы со станции A на станцию B. На схеме цифрами обозначено: 1 — ключ, 2 — электромагнит, 3 — якорь, 4 — пружина, 5 — колесико смазанное краской.По схеме объясните устройство установки.

    Рисунок 11. Устройство простейшей телеграфной установки

    Когда на станции A замыкается ключ, по проводам начинает идти электрический ток. На станции B вокруг катушки возникает магнитное поле, она начинает вести себя как магнит. 

    Катушка притягивает к себе якорь, и другой его конец прижимает ленту к колесику с краской. Пока лента прижата к колесику, на ней остается след.

    Когда на станции A размыкают ключ, якорь возвращается в исходное положение. Он больше не прижимает ленту к колесику с краской — на ней не остается следов.

    С помощью такой установки, находясь далеко друг от друга, можно выбивать на ленте, замыкая и размыкая ключ, символы азбуки Морзе — точки и тире.

    Задание №3

    В мощных электрических двигателях, применяемых в прокатных станах, шахтных подъемниках, насосах, сила тока достигает нескольких тысяч ампер. Так как в последовательно соединенных проводниках сила тока одинакова, то такая же сила тока будет во всех соединительных проводах этой цепи. Это очень неудобно, особенно если потребитель тока находится на большом расстоянии от пульта управления, где включается ток. Такие цепи можно включать при помощи специального устройства — электромагнитного реле (рисунок 12), приводя его в действие малой силой тока. На схеме обозначено: 1 — электромагнит, 2 — якорь, 3 — контакты рабочей цепи, 4 — пружина, 5 — электродвигатель, 6 — контакты цепи электродвигателя. Объясните как действует прибор.

    Рисунок 12. Использование электромагнитного реле

    При замыкании ключа, в катушке электромагнита 1 возникает электрический ток. Также возникает и магнитное поле. Из-за этого электромагнит начинает притягивать к себе якорь 2.

    Когда якорь притянулся к катушке, его правый конец опускается на контакты 3. Цепь оказывается замкнутой. Теперь по цепи, в которой находится электродвигатель тоже течет ток. Двигатель начинает работать.

    Смысл такой установки в том, что малой силой тока с помощью использования электромагнита в устройстве реле, можно запускать электродвигатель большой мощности, находящийся на большом расстоянии от места включения тока.

    Типы катушек индуктивности

    Катушки индуктивности делятся в основном на два класса: с магнитным и  немагнитным сердечником. Снизу  на фото катушка с немагнитным сердечником.

    Но где у нее сердечник? Воздух — это немагнитный сердечник :-).  Такие катушки также могут быть намотаны на какой-нибудь цилиндрической бумажной трубочке. Индуктивность катушек с немагнитным  сердечником используется, когда индуктивность не превышает 5 миллигенри.

    А вот катушки индуктивности с сердечником:

    В основном используют сердечники из феррита и железных пластин. Сердечники повышают индуктивность катушек в разы. Сердечники в виде кольца (тороидальные) позволяют получить большую индуктивность, нежели просто сердечники из цилиндра.

    Для катушек средней индуктивности используются ферритовые сердечники:

    Катушки с большой индуктивностью делают как трансформатор с железным сердечником, но с одной обмоткой, в отличие от трансформатора.

    Индуктивность

    Любая катушка индуктивности обладает индуктивностью. Индуктивность катушки измеряется в Генри (Гн), обозначается буковкой L и замеряется с помощью LC — метра.

    Что такое индуктивность?  Если через  провод пропустить электрический ток, то он вокруг себя создаст магнитное поле:

    где

    В — магнитное поле, Вб

    I — сила тока, А

    А давайте возьмем и намотаем в спиральку этот провод и подадим на его концы напряжение

    И у нас получится вот такая картина с магнитными силовыми линиями:

    Грубо говоря, чем больше линий магнитного поля пересекут площадь этого соленоида, в нашем случае площадь цилиндра, тем больше будет магнитный поток (Ф). Так как через катушку течет электрический ток, значит, через нее проходит ток с  Силой тока (I), а коэффициент между магнитным потоком и силой тока называется индуктивностью и вычисляется по формуле:

    С научной же точки зрения, индуктивность — это способность извлекать энергию из источника электрического тока и сохранять ее в виде магнитного поля. Если ток в катушке увеличивается, магнитное поле вокруг катушки расширяется, а если ток уменьшается , то магнитное поле сжимается.

    Применение электромагнитов

    Рассмотрим несколько примеров применения электромагнитов.

    На рисунке 8 изображен дугообразный электромагнит. Он удерживает железную пластину (якорь) с подвешенным грузом.

    Рисунок 8. Дугообразный электромагнит

    Такие установки широко используются на заводах для перемещения различных изделий из металлов, сбора металлической стружки.

    На рисунке 9 изображен в разрезе магнитный сепаратор для зерна.

    Рисунок 9. Магнитный сепаратор для зерна

    Принцип его работы очень прост. В собранное зерно добавляют очень мелкие железные опилки. Они не прилипают к гладким зернам злаков, но прилипают к зернам сорняков.

    Из бункера 1 зерна с опилками высыпаются на вращающийся барабан 2. Внутри него находится мощный электромагнит 5. Он притягивает железные опилки, а вместе с ними и зерна сорняков. Так сепаратор очищает зерно.

    Электромагниты также применяются во многих других устройствах. Некоторые из них мы рассмотрим ниже в данном уроке в разделе “Задания”.

    Дроссель

    Также есть особый вид катушек индуктивностей. Это так называемые дроссели. Дроссель — это катушка индуктивности, задача которой состоит в том, чтобы создать в цепи большое сопротивление для переменного тока, чтобы подавить токи высоких частот.

    Постоянный ток через дроссель проходит без проблем. Почему это происходит, можете прочитать в этой статье. Обычно дроссели включаются в цепях питания усилительных устройств. Дроссели предназначены для защиты источников питания от попадания в них высокочастотных сигналов (ВЧ-сигналов). На низких частотах (НЧ) они используются в фильтрах цепей питания и обычно имеют металлические или ферритовые сердечники. Ниже на фото силовые дроссели:

    Также существует еще один особый вид дросселей — это сдвоенный дроссель. Он представляет из себя две встречно намотанных катушки индуктивности. За счет встречной намотки и взаимной индукции он более эффективен. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, а также в звуковой технике.

    Энергия соленоида с током формула

    Каждый проводник, по которому протекает эл.ток, находится в собственном магнитном поле.

    При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции.

    Это явление называется самоиндукцией.

    Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока. Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

    Проявление явления самоиндукции

    При замыкании в эл. цепи нарастает ток, что вызывает в катушке увеличение магнитного потока, возникает вихревое эл.поле, направленное против тока, т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, препятствующая нарастанию тока в цепи (вихревое поле тормозит электроны). В результате Л1 загорается позже, чем Л2.

    При размыкании эл.цепи ток убывает, возникает уменьшение м.потока в катушке, возникает вихревое эл.поле, направленное как ток (стремящееся сохранить прежнюю силу тока) , т.е. в катушке возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая ток в цепи. В результате Л при выключении ярко вспыхивает.

    в электротехнике явление самоиндукции проявляется при замыкании цепи (электрический ток нарастает постепенно) и при размыкании цепи (электрический ток пропадает не сразу).

    От чего зависит ЭДС самоиндукции?

    Электрический ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф

    B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике (B

    I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф

    I). ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника (размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник. Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

    Индуктивность — физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду. Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

    где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в контуре.

    Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

    Индуктивность катушки зависит от: числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды ( возможен сердечник).

    ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи.

    ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА

    Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией. Откуда она берется? Источник тока, включенный в эл.цепь, обладает запасом энергии. В момент замыкания эл.цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодоление действия возникающей ЭДС самоиндукции. Эта часть энергии, называемая собственной энергией тока, и идет на образование магнитного поля.

    Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока. Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи.

    Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока. Куда пропадает энергия магнитного поля после прекращения тока? — выделяется ( при размыкании цепи с достаточно большой силой тока возможно возникновение искры или дуги)

    При изменении тока в катушке от 0 до 5 А за 0,5 с среднее индуцированное ЭДС в катушке 1 вольт. Собственная индуктивность катушки составляет 1. 0,1 Гн 2, 0,2 Гн 3, 0,4 Гн 4, 1,5 Гн. Физика электромагнитной индукции Практические вопросы NEET, MCQ, вопросы прошлого года (PYQ), вопросы NCERT, банк вопросов, класс 11 и класс 12 вопросов и PDF-файлы с ответами

    Выберите набор вопросов: