Индуктивность катушки 10,5 гн. определить э.д.с. самоиндукции, если за время 0,1 с сила тока в катушке, равномерно изменяясь уменьшилась от 25а до 20а.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции в катушке составляет 525 В. Для решения данной задачи воспользуемся законом электромагнитной индукции Фарадея для явления самоиндукции. 1. Запись исходных данных Для начала выпишем все известные величины в системе СИ:

  • Индуктивность катушки: L=10,5 Гнcap L equals 10 comma 5 Гн Начальная сила тока: I1=25 Аcap I sub 1 equals 25 А Конечная сила тока: I2=20 Аcap I sub 2 equals 20 А Промежуток времени: Δt=0,1 сdelta t equals 0 comma 1 с

2. Применение формулы самоиндукции ЭДС самоиндукции Eisscript cap E sub i s end-sub прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в ней. Основная формула выглядит следующим образом: Eis=LΔIΔt=LI2I1Δtscript cap E sub i s end-sub equals negative cap L the fraction with numerator cap delta cap I and denominator delta t end-fraction equals negative cap L the fraction with numerator cap I sub 2 minus cap I sub 1 and denominator delta t end-fraction Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца: возникающая ЭДС всегда противодействует изменению тока, вызвавшему её. Поскольку ток уменьшается, ЭДС будет поддерживать его направление. 3. Расчёт значения Подставим числовые значения в формулу:

  1. Найдём изменение силы тока:
    ΔI=I2I1=20 А25 А=-5 Аcap delta cap I equals cap I sub 2 minus cap I sub 1 equals 20 А minus 25 А equals negative 5 А Вычислим ЭДС:
    Eis=-10,5 Гн-5 А0,1 сscript cap E sub i s end-sub equals negative 10 comma 5 Гн center dot the fraction with numerator negative 5 А and denominator 0 comma 1 с end-fraction Eis=10,550=525 Вscript cap E sub i s end-sub equals 10 comma 5 center dot 50 equals 525 В

При равномерном изменении тока ЭДС самоиндукции остается постоянной на протяжении всего интервала времени. Ответ ЭДС самоиндукции в катушке при заданных условиях составляет 525 В. Нужно ли рассчитать энергию магнитного поля, запасённую в катушке при начальном или конечном значении тока?

Форма ответа

Ваш аватар