Меню

Когда сила тока в катушке индуктивностью 5мгн

Самоиндукция

теория по физике 🧲 магнетизм

Если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, меняется. Поэтому возникает ЭДС индукции в том же самом проводнике, по которому идет переменный ток. Это явление называют самоиндукцией.

При самоиндукции проводящий контур выполняет двойную роль. С одной стороны, переменный ток в проводнике вызывает появление магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром. А так как магнитный поток изменяется со временем, появляется ЭДС индукции ε i s . По правилу Ленца в момент нарастания тока напряженность вихревого электрического поля направлена против тока. Следовательно, в этот момент вихревое поле препятствует нарастанию тока. Наоборот, в момент уменьшения тока вихревое поле поддерживает его.

Явление самоиндукции можно наблюдать в простых опытах. На рисунке представлена схема параллельного соединения двух одинаковых ламп. Одну из них подключают к источнику через резистор R, а другую — последовательно с катушкой L, снабженной железным сердечником.

При замыкании ключа первая лампа вспыхивает практически сразу, а вторая — с заметным запозданием. ЭДС самоиндукции в цепи этой лампы велика, и сила тока не сразу достигает своего максимального значения (см. график ниже).

Появление ЭДС самоиндукции при размыкании можно наблюдать в опыте с цепью, схематически показанной на следующем рисунке. При размыкании ключа в катушке L возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая первоначальный ток. В результате в момент размыкания через гальванометр идет ток (цветная стрелка), направленный против начального тока до размыкания (черная стрелка). Сила тока при размыкании цепи может превышать силу тока, проходящего через гальванометр при замкнутом ключе. Это означает, что ЭДС самоиндукции ε i s больше ЭДС ε батареи элементов.

Самоиндукция и инерция

Явление самоиндукции проще понять, проведя аналогию с инерцией в механике. Инерция приводит к тому, что под действием силы тело не мгновенно приобретает скорость, а постепенно. Тело нельзя мгновенно затормозить, как бы велика ни была тормозящая сила. Точно так же за счет самоиндукции при замыкании цепи сила тока не сразу приобретает определенное значение, а нарастает постепенно. Выключая источник, мы не прекращаем ток сразу. Самоиндукция его поддерживает некоторое время, несмотря на сопротивление цепи.

Чтобы увеличить скорость тела, согласно законам механики нужно совершить работу. При торможении тело само совершает работу. Точно так же для создания тока нужно совершить работу против вихревого электрического поля, а при исчезновении тока это поле совершает положительную работу.

Индуктивность

Модуль вектора индукции В магнитного поля, создаваемого током, пропорционален силе тока. Так как магнитный поток Ф пропорционален В, то Ф

I. Это дает право утверждать, что:

L — коэффициент пропорциональности между током в проводящем контуре и магнитным потоком, пронизывающим этот контур. Эту величину также называют индуктивностью контура, или его коэффициентом самоиндукции.

Применив закон электромагнитной индукции, а также считая, что форма контура остается неизменной, и поток меняется только за счет изменения силы тока, получим:

ε i s = − Δ Φ Δ t . . = − L Δ I Δ t . .

Эта формула позволяет дать такую формулировку L, которая точно отражает суть этой величины.

Индуктивность — это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Единица измерения индуктивности — генри (Гн). Индуктивность проводника равна 1 Гн, если в нем при изменении силы тока на 1 А за 1 с возникает ЭДС самоиндукции в 1 В.

Индуктивность подобна электроемкости. Она зависит от геометрических факторов: размеров проводника и его формы, но не зависит непосредственно от силы тока в проводнике. Кроме геометрии проводника, индуктивность зависит от магнитных свойств среды, в которой находится проводник.

Пример №1. При равномерном изменении силы тока в катушке на 10 А за 0,02 с в ней возникает ЭДС самоиндукции, равная 200 В. Чему равна индуктивность катушки?

Выразим индуктивность из формулы для ЭДС самоиндукции:

L = − Δ t ε i s Δ I . . = 0 , 02 · 200 10 . . = − 0 , 4 ( Г н )

Знак «минус» означает, что ЭДС самоиндукции действует так, что индукционный ток препятствует изменению магнитного потока. Поэтому само значение индуктивности мы можем принять за модуль полученного результата — 0,4 Гн.

Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена с источником питания с ЭДС ε и двумя одинаковыми резисторами R. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут.

В момент времени t=0 ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения – I1. Определите значение силы тока I1. Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Источник

Когда сила тока в катушке индуктивностью 5мгн

Подробности Просмотров: 930

Задачи по физике — это просто!

Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!

А теперь к задачам!

Элементарные задачи из курса школьной физики на расчет индуктивности, самоиндукции, энергии магнитного поля тока.

Задача 1

Какова индуктивность витка проволоки, если при токе 6 А создается магнитный поток 12 мВб?


Задача 2

В катушке из 150 витков течет ток 7,5 А, и при этом создается магнитный поток 20 мВб.
Какова индуктивность катушки?


Задача 3

Через соленоид, индуктивность которого 0,4 мГн и площадь поперечного сечения 10 см 2 , проходит ток 0,5 А.
Какова индукция поля внутри соленоида, если он содержит 100 витков?

Задача 4

Определить индуктивность контура с током 1,2 А, если контур ограничивает площадь 20 см 2 , а магнитная индукция поля равна 0,8 Тл, причем вектор магнитной индукции направлен под углом 30 o к плоскости контура.

Задача 5

Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита с индуктивностью 0,4 Гн при изменении силы тока на 5 А за 0,02 секунды?


Задача 6

Определить энергию магнитного поля катушки, если ее индуктивность 0,2 Гн, а ток в ней 12 А.


Задача 7

Какой должна быть сила тока в катушке с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия магнитного поля оказалась равной 1 Дж?


Задача 8

Найти энергию магнитного поля соленоида, индуктивность которого 0,02 Гн, а магнитный поток через него составляет 0,4 Вб.

Источник



§ 7. Самоиндукция. Энергия магнитного поля

1. На рисунке 7.1 представлена электрическая схема. Сопротивление резистора равно сопротивлению катушки. Как будут работать лампы после замыкания ключа?

Рис. 7.1

2. В катушке с индуктивностью 6 мГн сила тока равномерно убывает от 4 А до 1 А за 0,02 с. Чему равна ЭДС самоиндукции?

3. За какое время в катушке с индуктивностью 20 мГн происходит равномерное нарастание тока от нуля до б А, если при этом возникает ЭДС самоиндукции 3 В?

4. Сила тока, протекающего по обмотке катушки, равномерно изменяется на 10 А за 0,2 с. При этом возбуждается ЭДС самоиндукции 20 В. Чему равна индуктивность катушки?

5. Сила тока в катушке индуктивностью 0,2 Гн изменяется со временем, как показано на рисунке 7.2. Чему равна ЭДС самоиндукции в катушке?

Рис. 7.2

6. Когда сила тока в катушке индуктивностью 5 мГн равна 2 А, магнитный поток через один виток катушки равен 0,6 Вб. Сколько витков в катушке?

7. По катушке с индуктивностью 0,6 Гн течёт ток силой 2 А.

а) Чему равна энергия магнитного поля катушки?

б) Как изменится эта энергия при возрастании силы тока в 2 раза?

8. Какой силы ток нужно пропускать по обмотке катушки с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия магнитного поля тока была равна 4 Дж?

9. Чему равна индуктивность катушки, если при силе тока 2 А энергия магнитного поля тока равна 0,3 Дж?

10. Сравните индуктивности L1 и L2 двух катушек, если при одинаковой силе тока энергия магнитного поля тока в первой катушке в 9 раз больше, чем энергия магнитного поля тока во второй катушке.

11. Индуктивность катушки уменьшили в 2 раза, а силу тока в ней увеличили в 3 раза. Как при этом изменилась энергия магнитного поля тока?

12. На рисунке 7.3 представлен график зависимости силы тока от времени в замкнутом контуре. В какой момент времени модуль ЭДС самоиндукции принимает наименьшее значение?

Рис. 7.3

13. На рисунке 7.4 приведён график зависимости ЭДС самоиндукции от скорости изменения силы тока, текущего по соленоиду. Чему равна индуктивность соленоида?

Источник

В катушке индуктивностью 5 мгн сила тока в течении 0,5с равномерно возрастает от 0 до некоторого конечного значения. При этом в ней возникает ЭДС

самоиндукции 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в катушке.

эдс самоиндукции вычисляется по формуле

Eis= — L дельта I/дельта t
E is = L*I/t I = Eis*t//L=0,2*0,5/0,005=2 A

Другие вопросы из категории

уравнение движения материальной точки заданы х1= -3t, х2= -10+4t определить начало координат и скорость движения

вес?(ускорение свободного падения g=

300г. В результате абсолютно неупругого соударения общая кинетическая энергия брусков становится 2.5 дж.Определите высоту наклонной плоскости h. Трением при движении пренебречь .Считать что наклонная плоскость плавно преходит в горизонтальную.

Читайте также

сердечник, который увеличит индуктивность катушки в 50 раз? Сила тока в цепи не изменяется.

ЭДС самоиндукции 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в проводнике

проводнике возникает ЭДС самоиндукции 0,2 В. Определите конечное значение силы тока в проводнике.

магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновеное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения.

2) Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 400пФ и катушки индуктивностью 10 мГн.Найти амплитуду колебаний силы тока, если амплитуда колебаний напряжения 500 В.

определить силу тока в цепи и напряжение на резисторе. (помогите с формулами пожалуйста, буду очень благодарна)

Источник

Когда сила тока в катушке индуктивностью 5мгн

№2-2
Сколько витков надо намотать на стальной сердечник сечением 25 см, чтобы в этой обмотке при равномерном изменении индукции от 0 до 1 Тл в течение 0, 005 с возникла ЭДС индукции 50 В?

№2-3
металлическое кольцо радиусом 4,8 см расположено в магнитном поле с индукцией 0,012 Тл перпендикулярно к силовым линиям.на его удаление из поля затрачивается 0,025 с. какая средняя ЭДС индукции при этом возникает в кольце?

№2-5
Магнитное поле катушки с индуктивностью 95мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке?

№2-9
В катушке возникает магнитный поток 0,015 Вб, если по ее виткам проходит ток 5А. Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 60 мГн?

№2-13
Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетает в однородное магнитное поле индукцией 0,3 Тл и движется по окружности. Найти радиус окружности

.

№2-14
В вертикальном магнитном поле индукцией 0,2 Тл на тонкой нити подвешен проводник длиной 2м. Если по проводнику пропустить ток силой 2 А, то нить отклонится на угол 45 от вертикали. Найти массу проводника.

№2-15
В однородном магнитном поле в перпендикулярной полю плоскости по замкнутым кривым движутся протон и электрон. Определить отношение времен, затрачиваемых каждой частицей на полный оборот по своей кривой.

№3-1
Проволочный виток площадью 100 см равномерно вращается в однородном магнитном поле индукцией 0,1 Тл с частотой 100 об/с. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям индукции. Найти среднюю ЭДС, возникающую в рамке при ее повороте на 90.

№3-2
В однородном магнитном поле с индукцией 0,89 Тл перпендикулярно к нему расположен медный проводник длиной 20см. Определить напряжение, приложенное к нему, если сила его тяжести уравновешена силой поля.

№3-8
Протон влетел в однородное магнитное поле, сделал там дугу в 1/4 окружности и снова вылетел из поля. Найти время его движения в поле, если индукция магнитного поля 0,3 Тл.

Источник

Читайте также:  Лечение седалищного нерва током