Як зміниться енергія магнітного поля контуру, якщо сила струму в ньому буде зменшена у 4 рази: а) коли вона зменшиться

Тема урока: Зміна енергії магнітного поля контуру при зміні сили струму.

Пояснення: Щоб зрозуміти, як змінюється енергія магнітного поля контуру при зміні сили струму, треба відомі відношення між енергією магнітного поля і силою струму. Енергія магнітного поля (W) пропорційна квадрату сили струму (I):

W ∝ I^2

Тепер розглянемо чотири варіанти:

а) Коли сила струму зменшується у 2 рази, енергія магнітного поля зменшиться у (2^2) = 4 рази.

б) Коли сила струму зменшується у 4 рази, енергія магнітного поля зменшиться у (4^2) = 16 разів.

в) Коли сила струму збільшується у 2 рази, енергія магнітного поля збільшиться в (2^2) = 4 рази.

г) Коли сила струму збільшується у 4 рази, енергія магнітного поля збільшиться в (4^2) = 16 разів.

Приклад використання: Нехай початкова сила струму становить 10 Амперів, а енергія магнітного поля дорівнює 100 Джоулів. Якщо сила струму буде зменшена у 2 рази, енергія магнітного поля становитиме (10/2)^2 * 100 Джоулів = 25 Джоулів.

Порада: Щоб легше розібратися в залежності між силою струму і енергією магнітного поля, рекомендую ознайомитися з формулою і провести декілька варіантів обчислень самостійно.

Вправа: Якщо початкова сила струму становить 8 Амперів, яка буде енергія магнітного поля контуру, якщо сила струму збільшиться у 3 рази?

Предмет вопроса: Изменение энергии магнитного поля контура при изменении силы тока

Инструкция: При изменении силы тока в контуре происходит изменение энергии магнитного поля. Энергия магнитного поля зависит от индуктивности контура (L) и силы тока (I) по формуле:

W = (1/2) * L * I^2,

где W - энергия магнитного поля контура, L - индуктивность контура, I - сила тока.

Теперь рассмотрим варианты изменения силы тока и его воздействие на энергию магнитного поля контура:

а) Если сила тока уменьшается в 2 раза, то по формуле W = (1/2) * L * I^2, энергия магнитного поля также уменьшится в 2 раза.

б) Если сила тока уменьшается в 4 раза, то энергия магнитного поля будет уменьшаться в 16 раз (4^2).

в) Если сила тока увеличивается в 2 раза, то энергия магнитного поля будет увеличиваться в 4 раза (2^2).

г) Если сила тока увеличивается в 4 раза, то энергия магнитного поля будет увеличиваться в 16 раз (4^2).

Дополнительный материал:
Допустим, у нас есть контур с индуктивностью L = 5 Гн и начальной силой тока I = 3 А. Как изменится энергия магнитного поля контура при различных изменениях силы тока?

а) При уменьшении силы тока в 2 раза, новая сила тока будет I = 3 А * (1/2) = 1.5 А. Тогда энергия магнитного поля станет W = (1/2) * 5 Гн * (1.5 А)^2 = 5.625 Дж.

б) При уменьшении силы тока в 4 раза, новая сила тока будет I = 3 А * (1/4) = 0.75 А. Тогда энергия магнитного поля станет W = (1/2) * 5 Гн * (0.75 А)^2 = 0.703 Дж.

в) При увеличении силы тока в 2 раза, новая сила тока будет I = 3 А * 2 = 6 А. Тогда энергия магнитного поля станет W = (1/2) * 5 Гн * (6 А)^2 = 90 Дж.

г) При увеличении силы тока в 4 раза, новая сила тока будет I = 3 А * 4 = 12 А. Тогда энергия магнитного поля станет W = (1/2) * 5 Гн * (12 А)^2 = 360 Дж.

Совет: Если тебе сложно запомнить формулу, с помощью которой можно рассчитать энергию магнитного поля контура, запиши ее на отдельный листок и повесь на видное место. Это поможет легче запомнить и понять материал.

Задача для проверки: У контура с индуктивностью 2 Гн изначально сила тока составляет 8 А. Определи, как изменится энергия магнитного поля контура, если сила тока изменится:
а) увеличится в 3 раза;
б) уменьшится в 2 раза;
в) увеличится в 5 раз.
Ответ представь в виде чисел (в Дж).