Каково значение действующего тока в рамке (в мА), если ее сопротивление составляет 8 Ом и рамка, которая вращается

Тема: Электромагнитная индукция
Пояснение: В данной задаче мы имеем дело с явлением электромагнитной индукции, когда изменение магнитного потока, проходящего через проводник, порождает электродвижущую силу и ток. Для решения задачи воспользуемся законом электромагнитной индукции Фарадея.

Закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что ЭДС индукции E (в вольтах) пропорциональна скорости изменения магнитного потока B (в веберах) и площади петли S (в квадратных метрах), охваченной проводником. С учетом формулы B = μ₀ * N * I / l, где B - магнитная индукция, μ₀ - магнитная постоянная, N - число витков в петле, I - ток в петле, l - длина петли в метрах, можем записать: E = -dФ / dt = -d(B * S) / dt.

Чтобы найти ток I, мы можем воспользоваться законом Ома: I = U / R, где U - напряжение, R - сопротивление рамки. Очевидно, что U = E, так как ЭДС индукции и напряжение в рамке будут одинаковыми.

Объединяя все вышеперечисленное, получаем следующую формулу: I = -d(B * S) / dt / R.

В задаче даны значения индукции B = 20 мТл, площади петли S = 700 см² (что равно 0,07 м²), и сопротивления рамки R = 8 Ом. Также указано, что рамка совершает 30 оборотов в секунду. Вычислим значение тока I:

I = -d(B * S) / dt / R = -d(20 * 0,07) / dt / 8,

где dt - время, за которое рамка совершает один оборот. Значение dt = 1 / 30 секунды.

I = -d(1,4) / (1/30) / 8 = -1,4 * 30 / 8 мА ≈ -5,25 мА.

Ответ округляем до целого числа, поэтому ток I в рамке составляет около -5 мА (отрицательное значение указывает на то, что направление тока противоположно заданному направлению обхода петли).

Совет: Для лучшего понимания задачи и формул, рекомендуется повторить материал о законе электромагнитной индукции и законе Ома. Также помните, что изменение магнитного потока приводит к индукции тока в проводнике, и направление тока можно определить по правилу левой руки Ленца.

Задание для закрепления: В рамке сопротивлением 10 Ом протекает ток силой 2 А. Магнитное поле, в котором находится рамка, имеет индукцию 15 мТл. Какая площадь рамки охвачена магнитным полем, если известно, что ЭДС индукции равна 3 В? Ответ округлите до сотых м².