Дано:
Индуктивность (L) = 20 мГн
Изменение времени (Δt) = 5 мс
ЭДС самоиндукции (ε) = 50 В
Найти:
a) Сила тока в катушке в начальный момент
б) Сила тока в катушке в последний момент наблюдения
в) Магнитный поток через катушку в последний момент
г) Энергия магнитного поля в катушке в последний момент
Решение:
a)
Используем формулу (ε = -L (ΔI / Δt)) где I - сила тока
Решаем уравнение относительно (ΔI):
(ΔI = -εΔt / L)
(ΔI = -50 * 5 * 10^(-3) / 20 * 10^(-3))
(ΔI = -12.5) А (отрицательный знак указывает на то, что сила тока уменьшается)
б)
В начальный момент (I_0 = 0) А Тогда в последний момент (I_к = I_0 + ΔI = 0 - 12.5 = -12.5) А Но сила тока не может быть отрицательной, поэтому в последний момент (I_к = | -12.5 | = 12.5) А
в)
Используем формулу (Φ = LI) для расчета магнитного потока (Φ = 20 * 10^(-3) * 12.5 = 0.25) Вб
г)
Энергия магнитного поля выражается формулой (W = 1/2 LI^2) (W = 1/2 * 20 * 10^(-3) * (12.5)^2 = 0.39) мДж
Ответ:
а) Сила тока в катушке в начальный момент: 0 А
б) Сила тока в катушке в последний момент наблюдения: 12.5 А
в) Магнитный поток через катушку в последний момент: 0.25 Вб
г) Энергия магнитного поля в катушке в последний момент: 0.39 мДж