Вопрос школьника
Соленоид содержит N = 10^3 витков провода, по которому течёт постоянный ток силой I = 1 А. Магнитный поток через поперечное сечение соленоида составляет Ф = 0,1 Вб. Определить энергию магнитного поля W.
Ответ от учителя
Для определения энергии магнитного поля W необходимо воспользоваться формулой:
W = (1/2) * L * I^2,
где L — индуктивность соленоида.
Индуктивность соленоида можно вычислить по формуле:
L = (μ * N^2 * S) / l,
где μ — магнитная постоянная, N — число витков провода, S — площадь поперечного сечения соленоида, l — длина соленоида.
Площадь поперечного сечения соленоида можно вычислить по формуле:
S = π * r^2,
где r — радиус соленоида.
Длину соленоида можно вычислить по формуле:
l = π * d * N,
где d — диаметр соленоида.
Таким образом, подставляя все значения в формулы, получаем:
S = π * (0,01 м)^2 = 0,000314 м^2
l = π * 0,02 м * 10^3 = 62,83 м
L = (4π * 10^-7 Гн/м * (10^3)^2 * 0,000314 м^2) / 62,83 м = 0,0125 Гн
W = (1/2) * 0,0125 Гн * (1 А)^2 = 0,00625 Дж
Ответ: энергия магнитного поля W составляет 0,00625 Дж.
