Энергия магнитного поля катушки электромагнита с индуктивностью 0,2 Гн составляет 5 Дж. Определите ЭДС самоиндукции, возникающую в катушке, при равномерном уменьшении силы тока до нуля за 0,1 с.
от

1 Ответ

Дано:
- Индуктивность катушки (L) = 0,2 Гн
- Энергия магнитного поля (E) = 5 Дж
- Время уменьшения тока (Δt) = 0,1 с

Найти: ЭДС самоиндукции (ε).

Решение:

1. Сначала найдем начальный ток (I):

   Формула для энергии магнитного поля в катушке:

   E = (1/2) * L * I^2.

   Подставим известные значения и выразим I:

   5 Дж = (1/2) * 0,2 Гн * I^2.

2. Умножим обе стороны на 2:

   10 Дж = 0,2 Гн * I^2.

3. Теперь разделим обе стороны на 0,2 Гн:

   I^2 = 10 Дж / 0,2 Гн = 50.

4. Найдем I:

   I = sqrt(50) ≈ 7,07 А.

5. Теперь найдем изменение тока (ΔI):

   Если конечный ток равен нулю, то:

   ΔI = 0 - I = -7,07 А.

6. Используя закон Фарадея, можем найти ЭДС самоиндукции:

   ε = -L * (ΔI / Δt).

7. Подставим известные значения:

   ε = -0,2 Гн * (-7,07 А / 0,1 с).

8. Упростим выражение:

   ε = 0,2 * 70,7 = 14,14 В.

Ответ: ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке, составляет приблизительно 14,14 В.
от