Какова частота электромагнитных колебаний в кГц и значение индуктивности катушки, если максимальная энергия магнитного поля составляет 1,8 ⋅ 10^−4 Дж?
Мартышка
Чтобы найти частоту электромагнитных колебаний в кГц и значение индуктивности катушки, используем известное равенство между энергией магнитного поля и индуктивностью катушки:
\[E = \frac{1}{2} LI^2\]
Где E - энергия магнитного поля, L - индуктивность катушки, а I - сила тока.
У нас уже дано значение максимальной энергии магнитного поля \(E = 1.8 \cdot 10^{-4}\), поэтому можем продолжить решение.
Так как энергия магнитного поля выражается через квадрат силы тока, мы можем записать:
\[1.8 \cdot 10^{-4} = \frac{1}{2} LI^2\]
Давайте рассмотрим другое известное равенство, связанное с колебаниями в электрической цепи:
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\]
Где f - частота колебаний, L - индуктивность катушки, C - емкость конденсатора.
В нашей задаче отсутствуют данные о емкости конденсатора, но мы можем рассмотреть только индуктивность катушки.
Теперь мы должны найти выражение для силы тока в формуле для энергии магнитного поля. Раскроем это выражение:
\[1.8 \cdot 10^{-4} = \frac{1}{2} LI^2\]
\[3.6 \cdot 10^{-4} = LI^2\]
\[L = \frac{3.6 \cdot 10^{-4}}{I^2}\]
Теперь мы можем подставить это значение индуктивности катушки в формулу для частоты колебаний:
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\]
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{\frac{3.6 \cdot 10^{-4}}{I^2} \cdot C}}\]
Школьник может понять, что в данной задаче нет достаточных данных о емкости конденсатора, поэтому мы не можем найти точное значение частоты колебаний.
Однако, если в задаче будет предоставлено значение емкости конденсатора, мы можем использовать формулу для нахождения частоты колебаний.
\[E = \frac{1}{2} LI^2\]
Где E - энергия магнитного поля, L - индуктивность катушки, а I - сила тока.
У нас уже дано значение максимальной энергии магнитного поля \(E = 1.8 \cdot 10^{-4}\), поэтому можем продолжить решение.
Так как энергия магнитного поля выражается через квадрат силы тока, мы можем записать:
\[1.8 \cdot 10^{-4} = \frac{1}{2} LI^2\]
Давайте рассмотрим другое известное равенство, связанное с колебаниями в электрической цепи:
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\]
Где f - частота колебаний, L - индуктивность катушки, C - емкость конденсатора.
В нашей задаче отсутствуют данные о емкости конденсатора, но мы можем рассмотреть только индуктивность катушки.
Теперь мы должны найти выражение для силы тока в формуле для энергии магнитного поля. Раскроем это выражение:
\[1.8 \cdot 10^{-4} = \frac{1}{2} LI^2\]
\[3.6 \cdot 10^{-4} = LI^2\]
\[L = \frac{3.6 \cdot 10^{-4}}{I^2}\]
Теперь мы можем подставить это значение индуктивности катушки в формулу для частоты колебаний:
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\]
\[f = \frac{1}{2\pi \sqrt{\frac{3.6 \cdot 10^{-4}}{I^2} \cdot C}}\]
Школьник может понять, что в данной задаче нет достаточных данных о емкости конденсатора, поэтому мы не можем найти точное значение частоты колебаний.
Однако, если в задаче будет предоставлено значение емкости конденсатора, мы можем использовать формулу для нахождения частоты колебаний.
Знаешь ответ?