В однородном магнитном поле находится катушка из сверхпроводника. поток вектора магнитной индукции через нее ф = 0,20 мвб. после выключения магнитного поля в катушке возник ток силой i = 20 а. чему равна ее индуктивность?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Индуктивность катушки составляет 10 мкГн (или 110-51 center dot 10 to the negative 5 power Гн). Шаг 1: Определение физического принципа Для катушки из сверхпроводника электрическое сопротивление равно нулю ( R=0cap R equals 0). Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея и закону Ома для полной цепи, ЭДС индукции выражается как: E=dΦtotaldt=IRscript cap E equals negative the fraction with numerator d cap phi sub t o t a l end-sub and denominator d t end-fraction equals cap I center dot cap R Так как R=0cap R equals 0, то dΦtotaldt=0the fraction with numerator d cap phi sub t o t a l end-sub and denominator d t end-fraction equals 0 , что означает сохранение полного магнитного потока, пронизывающего контур ( Φtotal=constcap phi sub t o t a l end-sub equals const). Шаг 2: Применение закона сохранения потока В начальный момент, когда катушка находится во внешнем поле, полный поток равен внешнему потоку Φcap phi, так как ток в катушке отсутствует. После выключения внешнего поля в катушке возникает индукционный ток Icap I, который создает собственный магнитный поток, равный LIcap L center dot cap I, чтобы компенсировать исчезновение внешнего поля. Следовательно: Φ=LIcap phi equals cap L center dot cap IШаг 3: Расчет индуктивности Выразим индуктивность Lcap L из полученного уравнения: L=ΦIcap L equals the fraction with numerator cap phi and denominator cap I end-fraction Переведем значение потока в систему СИ: 0,20 мВб=210-4 Вб0 comma 20 мВб equals 2 center dot 10 to the negative 4 power Вб. Подставим численные значения: L=210-420=110-5 Гнcap L equals the fraction with numerator 2 center dot 10 to the negative 4 power and denominator 20 end-fraction equals 1 center dot 10 to the negative 5 power Гн В микрогенри это составит 10 мкГн10 мкГн. Ответ: Индуктивность катушки равна 10 мкГн. Хотите рассчитать энергию магнитного поля, запасенную в этой катушке после выключения внешнего поля?

Форма ответа

Ваш аватар