На цилиндр из каркаса без сердечника намотано в один слой 510 витков проволоки. Длина каркаса катушки l = 0,25 м, а ее диаметр d = 0,02 м. Определите индуктивность этой катушки, если магнитная проницаемость воздуха, окружающего катушку, μа = μо = 4π ∙ 10 -7 Гн/м.
от

1 Ответ

дано:
- количество витков: N = 510
- длина каркаса катушки: l = 0,25 м
- диаметр катушки: d = 0,02 м
- магнитная проницаемость воздуха: μa = μo = 4π * 10^(-7) Гн/м

найти:
индуктивность катушки L

решение:

1. Для расчета индуктивности катушки используем формулу:
   L = (μ * N^2 * S) / l,
   где:
   - L — индуктивность,
   - μ — магнитная проницаемость,
   - N — количество витков,
   - S — площадь поперечного сечения катушки,
   - l — длина катушки.

2. Найдем площадь поперечного сечения катушки S:
   Площадь круга вычисляется по формуле:
   S = π * (r^2),
   где r — радиус катушки.
   
   Радиус r можно найти как:
   r = d / 2 = 0,02 м / 2 = 0,01 м.

   Теперь подставим значение радиуса в формулу для площади:
   S = π * (0,01 м)^2 = π * 0,0001 м^2 ≈ 3,14 * 10^(-4) м^2.

3. Подставим все известные значения в формулу для индуктивности:
   L = (4π * 10^(-7) Гн/м * (510)^2 * (3,14 * 10^(-4) м^2)) / 0,25 м.

4. Рассчитаем значение:
   L = (4π * 10^(-7) * 260100 * 3,14 * 10^(-4)) / 0,25.

5. Упростим выражение:
   L ≈ (4 * 3,14 * 10^(-7) * 260100 * 10^(-4)) / 0,25.

6. Вычислим числитель:
   4 * 3,14 * 260100 ≈ 3262,5.

7. Теперь подставим в формулу:
   L ≈ (3262,5 * 10^(-11)) / 0,25 ≈ 1,3049 * 10^(-10) Гн.

8. Упростим значение:
   L ≈ 1,305 * 10^(-10) Гн.

ответ:
Индуктивность катушки составляет примерно 1,305 * 10^(-10) Гн или 130,5 пГн.
от