Якою є максимальна сила струму, що виникає в дротяній прямокутній рамці розміром 20 × 30 см з 20 витками мідного

Тема урока: Магнітна індукція та сила струму.

Пояснення: Для визначення максимальної сили струму, що виникає в дротяній прямокутній рамці, використовуємо формулу, яка зв"язує силу струму з магнітною індукцією, кількістю витків проводу і частотою обертання рамки. Формула має вигляд:

\[ I_{\text{макс}} = \frac{{2 \cdot \pi \cdot n \cdot A \cdot B \cdot f}}{{R}} \]

де:
\[ I_{\text{макс}} \] - максимальна сила струму,
\[ n \] - кількість витків проводу,
\[ A \] - площа петлі рамки,
\[ B \] - магнітна індукція,
\[ f \] - частота обертання рамки,
\[ R \] - опір резистора.

Для знаходження площі петлі рамки використовуємо формулу площі прямокутника:

\[ A = a \cdot b \]

де:
\[ a \] - довжина рамки,
\[ b \] - ширина рамки.

У нашому випадку, довжина рамки - 30 см, ширина рамки - 20 см.

Використаємо дані, що нам надані:
\[ n = 20 \] витків,
\[ B = 0.5 \] Тл,
\[ f = 10 \] оборотів/с,
\[ R = 6.6 \] Ом,
\[ a = 30 \] см,
\[ b = 20 \] см.

Підставимо ці значення в формулу:
\[ A = 0.3 \cdot 0.2 \] м^2 (переведемо см у м)
\[ A = 0.06 \] м^2.

Тепер знаходимо максимальну силу струму:
\[ I_{\text{макс}} = \frac{{2 \cdot 3.14 \cdot 20 \cdot 0.06 \cdot 0.5 \cdot 10}}{{6.6}} \] А (ампер).

Обчислюємо:
\[ I_{\text{макс}} = 3.63 \] А (ампер).

Отже, максимальна сила струму, що виникає в даній дротяній прямокутній рамці, дорівнює 3.63 А (ампер).

Приклад використання: Обчисліть максимальну силу струму в дротяній прямокутній рамці, розміром 20 × 30 см, з 20 витками мідного проводу діаметром 1 мм, яка перебуває в магнітному полі індукцією 0.5 Тл, замкнена на резистор опором 6.6 Ом і обертається з частотою 10 оборотів на секунду.

Рекомендації: Перед вирішенням даної задачі, переконайтесь, що ви розумієте формулу, що використовується для знаходження максимальної сили струму. Пам"ятайте, що необхідно добре знати значення всіх величин, які задані у завданні, і правильно їх підставити в формулу. Зверніть увагу, які одиниці виміру використовуються в даній задачі.

Вправа: Яка буде максимальна сила струму, якщо збільшити магнітну індукцію вдвічі?