Який струм проходить через котушку замкненою обмоткою, яка має 200 витків, опір 20 Ом і площу перерізу 80 см², якщо
Який струм проходить через котушку замкненою обмоткою, яка має 200 витків, опір 20 Ом і площу перерізу 80 см², якщо індукція магнітного поля всередині котушки збільшується на 4 Тл за 0.1 секунди?
16.08.2024 16:18
Пояснення:
Задача відноситься до закону взаємоіндукції, який стверджує, що зміна магнітного потоку через контур створює електромотивну силу в цьому контурі. За формулою для взаємоіндукції:
`ε = -N × ΔΦ/Δt`
де `ε` - електромотивна сила, `N` - кількість витків, `ΔΦ` - зміна магнітного потоку, `Δt` - час, ми зможемо знайти електромотивну силу.
У даній задачі нам дано, що зміна магнітного поля (ΔΦ) дорівнює 4 Тл, а час (Δt) - 0.1 секунди. Крім того, умова наголошує, що витків у котушці 200, опір - 20 Ом, і площа перерізу 80 см². А оскільки електромотивна сила (ε) обчислюється за формулою `ε = I × R`, де `I` - струм, `R` - опір, можемо визначити струм `I` через котушку.
Тому, `ε = I × R`, `I = ε / R`.
Підставляємо значення `ε = -N × ΔΦ/Δt`, і отримуємо `I = (-N × ΔΦ/Δt) / R`.
Підставляємо відомі дані та обчислюємо струм:
`I = (-200 × 4 Тл/0.1 сек) / 20 Ом = -200 А`.
Враховуючи, що струм - векторна величина, ми можемо вважати, що струм через котушку становить 200 А при зміні магнітного поля посиленим на 4 Тл за 0.1 секунди.
Приклад використання:
Використовуємо формулу для обчислення струму, використовуючи відомі дані:
`I = (-200 × 4 Тл/0.1 сек) / 20 Ом = -200 А`.
Тому струм, який проходить через котушку замкненою обмоткою, становить -200 А.
Порада:
У цій задачі слід звернути увагу на знаки величин. Негативне значення струму означає, що напрямок струму протилежний до обраного напрямку. Також, пам"ятайте, що знак `-` у виразі `-N × ΔΦ/Δt` використовується для позначення індукованої електромотивної сили, яка з"являється у зворотному напрямку.
Можливо, буде корисно переглянути основи електромагнетизму та матеріал про закон Фарадея.
Вправа:
Як зміниться струм в котушці, якщо площа перерізу зміниться вдвічі, а решта значень залишаться незмінними?