Какова плотность энергии магнитного поля в центре кольцевого проводника с радиусом 25 см и содержащего 100 витков

Тема урока: Плотность энергии магнитного поля

Инструкция:
Плотность энергии магнитного поля (U) относится к энергии, которая хранится в единице объема. Она может быть определена как отношение работы, затраченной на создание магнитного поля, к объему, в котором оно создано.

Формула для расчета плотности энергии магнитного поля (U) в центре кольцевого проводника определяется следующим образом:

U = (μ₀ * I²) / (2 * R),

где U - плотность энергии магнитного поля,
μ₀ - магнитная постоянная (4π * 10^-7 T·м/А),
I - сила тока (в Амперах),
R - радиус кольцевого проводника (в метрах).

В данной задаче известно, что радиус кольцевого проводника R равен 25 см (0.25 м) и сила тока I равна 100 Ампер. Подставляя эти значения в формулу, мы можем рассчитать плотность энергии магнитного поля в центре кольцевого проводника.

Пример:
Дано:
Радиус кольцевого проводника R = 0.25 м
Сила тока I = 100 Ампер

Мы можем использовать формулу:
U = (μ₀ * I²) / (2 * R)

Подставляя значения:
U = (4π * 10^-7 * 100²) / (2 * 0.25)

Вычисляем:
U = (4π * 10^-7 * 10000) / 0.5
U ≈ 25.12 Дж/м³

Ответ: Плотность энергии магнитного поля в центре кольцевого проводника составляет приблизительно 25.12 Дж/м³.

Совет:
Для лучшего понимания плотности энергии магнитного поля, важно понимать, что это энергия, которая хранится в магнитном поле. Изучение физических законов и формул, связанных с магнитными полями, поможет вам разобраться в этой теме. Также уделите внимание правильной записи единиц измерения, чтобы избежать ошибок в расчетах.

Проверочное упражнение:
Если сила тока в кольцевом проводнике удваивается, как это повлияет на плотность энергии магнитного поля в его центре?