Яка величина сили індукційного струму у замкнутому витку, виготовленому з мідного дроту довжиною 20 см та площею поперечного перерізу 1,7 мм², якщо магнітний потік зменшується на 10 мвб за 10 секунд? Який заряд протікає через виток?
Веселый_Смех
Для решения данной задачи воспользуемся законом электромагнитной индукции, который связывает индукционный ток и изменение магнитного потока витка:
\(\epsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}}\),
где \(\epsilon\) - ЭДС индукции, \(d\Phi\) - изменение магнитного потока, \(dt\) - изменение времени.
Магнитный поток можно выразить как:
\(\Phi = B \cdot A\),
где \(B\) - магнитная индукция, \(A\) - площадь поперечного сечения.
Известно, что магнитный поток меняется со временем на величину \(d\Phi = -10 \, \text{мВб}\) за \(dt = 10 \, \text{с}\).
Таким образом, мы можем записать уравнение для ЭДС индукции:
\(\epsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}} = \frac{{10 \, \text{мВб}}}{{10 \, \text{с}}} = 1 \, \text{мВб/с}\).
Теперь мы можем рассчитать силу индукционного тока. Для этого воспользуемся формулой:
\(I = \frac{{\epsilon}}{{R}}\),
где \(I\) - сила индукционного тока, \(\epsilon\) - ЭДС индукции, \(R\) - сопротивление витка.
Сопротивление витка можно выразить через его длину \(l\) и площадь поперечного сечения \(A\):
\(R = \rho \cdot \frac{{l}}{{A}}\),
где \(\rho\) - удельное сопротивление материала витка, \(l\) - длина витка, \(A\) - площадь поперечного сечения.
Для меди удельное сопротивление примерно равно \(1.7 \times 10^{-8} \, \text{Ом} \, \text{м}\).
Подставляя известные значения, получаем:
\(R = 1.7 \times 10^{-8} \, \text{Ом} \, \text{м} \times \frac{{0.2 \, \text{м}}}{1.7 \times 10^{-6} \, \text{м}^2} = 0.2 \, \text{Ом}\).
Теперь мы можем подставить полученные значения в формулу для силы индукционного тока:
\(I = \frac{{1 \, \text{мВб/с}}}{{0.2 \, \text{Ом}}} = 5 \, \text{мА}\).
Итак, сила индукционного тока в замкнутом витке составляет 5 миллиампер.
Теперь рассмотрим вопрос о заряде, протекающем через виток. Заряд \(Q\) можно найти, умножив силу тока на время:
\(Q = I \cdot t = 5 \, \text{мА} \times 10 \, \text{с} = 50 \, \text{мКл}\).
Итак, заряд, протекающий через виток, составляет 50 микрокулонов.
Надеюсь, данное пошаговое решение было понятным и полезным для вас! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!
\(\epsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}}\),
где \(\epsilon\) - ЭДС индукции, \(d\Phi\) - изменение магнитного потока, \(dt\) - изменение времени.
Магнитный поток можно выразить как:
\(\Phi = B \cdot A\),
где \(B\) - магнитная индукция, \(A\) - площадь поперечного сечения.
Известно, что магнитный поток меняется со временем на величину \(d\Phi = -10 \, \text{мВб}\) за \(dt = 10 \, \text{с}\).
Таким образом, мы можем записать уравнение для ЭДС индукции:
\(\epsilon = -\frac{{d\Phi}}{{dt}} = \frac{{10 \, \text{мВб}}}{{10 \, \text{с}}} = 1 \, \text{мВб/с}\).
Теперь мы можем рассчитать силу индукционного тока. Для этого воспользуемся формулой:
\(I = \frac{{\epsilon}}{{R}}\),
где \(I\) - сила индукционного тока, \(\epsilon\) - ЭДС индукции, \(R\) - сопротивление витка.
Сопротивление витка можно выразить через его длину \(l\) и площадь поперечного сечения \(A\):
\(R = \rho \cdot \frac{{l}}{{A}}\),
где \(\rho\) - удельное сопротивление материала витка, \(l\) - длина витка, \(A\) - площадь поперечного сечения.
Для меди удельное сопротивление примерно равно \(1.7 \times 10^{-8} \, \text{Ом} \, \text{м}\).
Подставляя известные значения, получаем:
\(R = 1.7 \times 10^{-8} \, \text{Ом} \, \text{м} \times \frac{{0.2 \, \text{м}}}{1.7 \times 10^{-6} \, \text{м}^2} = 0.2 \, \text{Ом}\).
Теперь мы можем подставить полученные значения в формулу для силы индукционного тока:
\(I = \frac{{1 \, \text{мВб/с}}}{{0.2 \, \text{Ом}}} = 5 \, \text{мА}\).
Итак, сила индукционного тока в замкнутом витке составляет 5 миллиампер.
Теперь рассмотрим вопрос о заряде, протекающем через виток. Заряд \(Q\) можно найти, умножив силу тока на время:
\(Q = I \cdot t = 5 \, \text{мА} \times 10 \, \text{с} = 50 \, \text{мКл}\).
Итак, заряд, протекающий через виток, составляет 50 микрокулонов.
Надеюсь, данное пошаговое решение было понятным и полезным для вас! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!
Знаешь ответ?