Рамка площадью 300 см2 и с сопротивлением 2 Ом помещена в однородное магнитное поле. Плоскость рамки находится под углом 30° к вектору магнитной индукции. Определить силу индукционного тока, возникающего в рамке при равномерном изменении магнитной индук​ции от 03 Тл до 0,1 Тл в течение 3 с.
от

1 Ответ

дано:  
Площадь рамки S = 300 см² = 300 * 10^(-4) м² = 0,03 м²  
Сопротивление рамки R = 2 Ом  
Начальная магнитная индукция B_нач = 0,3 Тл  
Конечная магнитная индукция B_кон = 0,1 Тл  
Угол между плоскостью рамки и вектором магнитной индукции α = 30°  
Время t = 3 с  

найти:  
Силу индукционного тока I.

решение:  
Сначала найдем изменение магнитного потока ΔΦ. Магнитный поток Ф определяется как:

Φ = B * S * cos(α).

Для начального состояния (B = 0,3 Тл):

Φ_нач = B_нач * S * cos(30°) = 0,3 Тл * 0,03 м² * √3/2 ≈ 0,3 * 0,03 * 0,866 = 0,007794 Вб.

Для конечного состояния (B = 0,1 Тл):

Φ_кон = B_кон * S * cos(30°) = 0,1 Тл * 0,03 м² * √3/2 ≈ 0,1 * 0,03 * 0,866 = 0,002598 Вб.

Теперь вычислим изменение магнитного потока:

ΔΦ = Φ_кон - Φ_нач = 0,002598 Вб - 0,007794 Вб = -0,005196 Вб.

По закону Фарадея ЭДС индукции ε связана с изменением магнитного потока следующим образом:

ε = - ΔΦ / Δt.

Подставим известные значения для вычисления ЭДС:

ε = - (-0,005196 Вб) / 3 с = 0,001732 В.

Теперь, чтобы найти силу тока I, используем закон Ома:

I = ε / R.

Подставим известные значения:

I = 0,001732 В / 2 Ом = 0,000866 А.

Переведем силу тока в миллиамперы:

I_mA = 0,000866 А * 1000 = 0,866 мА.

ответ:  
Сила индукционного тока, возникающего в рамке, составляет 0,866 мА.
от