Какова энергия магнитного поля, проходящего через катушку с индуктивностью 12 мгн, когда через нее проходит заряд 6 кл за 0,01 с?
Винтик
Конечно! Для решения этой задачи нам понадобятся две основные формулы из электромагнетизма. Первая формула связывает энергию магнитного поля \(W_m\) с индуктивностью \(L\) и током \(I\):
\[W_m = \frac{1}{2}LI^2 \]
Вторая формула связывает количество заряда \(Q\) со временем \(t\) и током \(I\):
\[Q=It\]
Дано:
Индуктивность катушки \(L\) = 12 мгн
Заряд, проходящий через катушку \(Q\) = 6 кл
Время прохождения заряда \(t\) = 0,01 с
Мы знаем, что заряд \(Q\) связан с током \(I\) через время \(t\), поэтому можем выразить ток \(I\) из данной формулы:
\[I=\frac{Q}{t}\]
Подставим это в первую формулу и найдем энергию магнитного поля \(W_m\):
\[W_m = \frac{1}{2}LI^2 = \frac{1}{2}L\left(\frac{Q}{t}\right)^2\]
Подставляем значения:
\[W_m = \frac{1}{2}(12 \cdot 10^{-3})\left(\frac{6}{0,01}\right)^2\]
Теперь произведем вычисления:
\[W_m = \frac{1}{2}(12 \cdot 10^{-3})\left(\frac{6}{0,01}\right)^2 = 0,36 \cdot 10^{-3} \cdot 600^2 = 0,36 \cdot 10^{-3} \cdot 360000 = 129,6 \, \text{Дж}\]
Таким образом, энергия магнитного поля, проходящего через катушку с индуктивностью 12 мгн, при прохождении через нее заряда 6 кл за 0,01 с, равна 129,6 Дж.
\[W_m = \frac{1}{2}LI^2 \]
Вторая формула связывает количество заряда \(Q\) со временем \(t\) и током \(I\):
\[Q=It\]
Дано:
Индуктивность катушки \(L\) = 12 мгн
Заряд, проходящий через катушку \(Q\) = 6 кл
Время прохождения заряда \(t\) = 0,01 с
Мы знаем, что заряд \(Q\) связан с током \(I\) через время \(t\), поэтому можем выразить ток \(I\) из данной формулы:
\[I=\frac{Q}{t}\]
Подставим это в первую формулу и найдем энергию магнитного поля \(W_m\):
\[W_m = \frac{1}{2}LI^2 = \frac{1}{2}L\left(\frac{Q}{t}\right)^2\]
Подставляем значения:
\[W_m = \frac{1}{2}(12 \cdot 10^{-3})\left(\frac{6}{0,01}\right)^2\]
Теперь произведем вычисления:
\[W_m = \frac{1}{2}(12 \cdot 10^{-3})\left(\frac{6}{0,01}\right)^2 = 0,36 \cdot 10^{-3} \cdot 600^2 = 0,36 \cdot 10^{-3} \cdot 360000 = 129,6 \, \text{Дж}\]
Таким образом, энергия магнитного поля, проходящего через катушку с индуктивностью 12 мгн, при прохождении через нее заряда 6 кл за 0,01 с, равна 129,6 Дж.
Знаешь ответ?