
- •Физика электромагнетизм
- •Физика электромагнетизм
- •Введение
- •1. Краткие теоретические сведения магнитное поле проводника с током
- •Магнитное поле движущегося заряда
- •Взаимодействие проводника с током и магнитного поля
- •Движение частиц в постоянном магнитном поле
- •Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора магнитной индукции )
- •Магнитный поток
- •Электромагнитная индукция
- •Самоиндукция. Индуктивность. Экстратоки замыкания и размыкания
- •Энергия магнитного поля
- •Магнитное поле проводника с током
- •Взаимодействие проводника с током и магнитного поля
- •Движение заряженных частиц в магнитном поле
- •Закон полного тока
- •Магнитный поток
- •Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
- •Электромагнитная индукция. Эдс индукции
- •При изменении магнитного потока
- •Индуктивность
- •Самоиндукция. Экстратоки замыкания и размыкания
- •Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля
- •Библиографический список Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Перечень ключевых слов
- •Содержание
Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии магнитного поля
Индуктивность катушки (без сердечника) L = 0,1 мГн. При какой силе тока I энергия магнитного поля W = 100 мкДж ?
По обмотке соленоида индуктивностью L = 0,2 Гн течет ток I = 10 А. Определить энергию магнитного поля соленоида.
Замкнутый соленоид с железным сердечником длиной l =150 см и сечением S = 20 см2 содержит N = 1200 витков. Определить энергию магнитного поля соленоида W, если по нему проходит ток I = 1 А. Магнитная проницаемость железа равна 1400.
На железное кольцо намотано в один слой N = 200 витков. Чему равна энергия W магнитного поля, если при токе I = 2,5 А магнитный поток в железе Ф = 0,5мВб?
На стержень из немагнитного материала длиной 1 = 50 см и сечением S = 2 см2 намотан в один слой провод так, что на каждый сантиметр длины стержня приходится 20 витков. Определить энергию W магнитного поля внутри соленоида, если сила тока в обмотке I = 0,5 А.
Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N = 1000 витков, равен 0,01 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида, I = 1А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.
Обмотка электромагнита имеет индуктивность L = 0,5 Гн, сопротивление R = 15 Ом и находится под постоянным напряжением. Определить время, в течении которого в обмотке выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике электромагнита.
При индукции поля В = 1 Тл плотность энергии магнитного поля в железе w = 200 Дж/м3 . Какова магнитная проницаемость железа при этих условиях? Для определения магнитной проницаемости воспользуемся зависимостью B = f(Н) на рисунке 53. Явление гистерезиса не учитывать.
Определить объемную плотность энергии w магнитного поля в стальном сердечнике, если индукция магнитного поля В = 0,5 Тл. График зависимости B = f(Н) представлен на рисунке 53.
Индукция магнитного поля тороида со стальным сердечником возросла от B1 = 0,5 Тл до В2 =1 Тл. Найти, во сколько раз изменилась объемная плотность энергии магнитного поля. График зависимости B = f(H), представлен на рисунке 53.
Вычислить плотность энергии w магнитного поля в железном сердечнике замкнутого соленоида (тороида), если напряженность намагничивающего поля Н = 1 ,2 кА/м. График зависимости B = f(H) представлен на рисунке 53.
Напряженность магнитного поля тороида со стальным сердечником возросла от H1 = 200 А/м до Н2 = 800 А/м. Определить, во сколько раз изменилась объемная плотность энергии магнитного поля. График зависимости В = f(Н) представлен на рисунке 53.
Найти объемную плотность w магнитного поля в железном сердечнике соленоида, если напряженность намагничивающего поля Н = 1,6 кА/м. График зависимости В = f(Н) представлен на рисунке 53.
В соленоиде сечением S = 5 cм2 создан магнитный поток Ф = 20мкВб. Определить объемную плотность w энергии магнитного поля соленоида. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.
Диаметр тороида (по средней линии) D = 50 см. Тороид содержит N = 2000 витков и имеет площадь сечения S = 20см2. Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока I = 5А. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.
Обмотка тороида имеет n = 10 витков на каждый сантиметр длины (по средней линии тороида). Вычислить объемную плотность энергии w магнитного поля при силе тока I = 10 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.
Обмотка соленоида содержит n = 20 витков на каждый метр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля будет w = 0,1 Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.
Соленоид имеет длину l = 0,6 м и сечение S = 10см2 . При некоторой силе тока, протекающей по обмотке, в соленоиде создается магнитный поток Ф = 0,1 мВб. Чему равна энергия W магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала. Магнитное поле во всем объеме однородно.
Сколько Ампер-витков потребуется для того, чтобы внутри соленоида малого диаметра и длиной 30см объемная плотность энергии магнитного поля была равна 1,75 Дж/м3?
Сила тока в соленоиде равномерно возрастает от 0 до 10 А за 1 минуту, при этом соленоид накапливает энергию 20 Дж. Какая э.д.с. индуцируется в соленоиде?
По соленоиду длиной 1 = 0,5м, имеющему N = 250 витков, течет ток I = 5 А. Площадь поперечного сечения соленоида S = 25 см2. В соленоид вставлен железный сердечник. Найти энергию магнитного поля соленоида. Зависимость B = f(Н) дана на рисунке 53.
По соленоиду длиной 1 = 0,5 м, имеющему N = 250 витков течет ток I = 5 А. Площадь поперечного сечения соленоида S = 25см2. В соленоид вставлен железный сердечник. Найти объемную плотность энергии магнитного поля. Зависимость B = f(Н) дана на рисунке 53.
Соленоид без сердечника с обмоткой из проволоки диаметром d = l мм имеет длину 1 = 1 м и поперечное сечение S = 40 см2. Какой силы ток течет по обмотке при напряжении U = 25 В, если за время t = 0,001 c в обмотке выделяется столько же теплоты, какова энергия магнитного поля соленоида.
Через катушку, индуктивность которой L = 0,021 Гн, течет ток, изменяющийся со временем по закону I = Io sin ωt, где Iо = 5 А, ω = 2/Т и Т = 0,02с. Найти зависимость от времени: 1) э.д.с. самоиндукции, возникающей в катушке; 2)энергии магнитного поля катушки.
Соленоид длиной 1 = 50 см и площадью поперечного сечения S = 2 см2 имеет индуктивность L = 210-7 Гн. При какой силе тока I плотность энергии магнитного поля внутри соленоида будет равна w = 10-3 Дж/м3 ?
На катушке сопротивлением R = 5 Ом поддерживается постоянное напряжение U = 50 В. Найти энергию W, которая выделится при размыкании цепи катушки, если ее индуктивность L = 25 мГн. Какая средняя э.д.с. самоиндукции возникнет при этом в катушке, если энергия будет выделяться в течение времени t = 10 мс ?
Определить индуктивность соленоида с железным сердечником, магнитный поток и энергию в нем, если по соленоиду длиной 1 = 30 см идет ток I = 3 А, диаметр соленоида D = 6 см и на каждый сантиметр длины приходится n = 10 витков. Зависимость В = f(Н) показана на рисунке 53.
При какой силе тока I в прямолинейном проводе бесконечной длины на расстоянии r = 5 см от него объемная плотность энергии магнитного поля будет w = 1 мДж/м3?
Соленоид длиной 1 = 50 см и диаметром D = 0,8 см имеет N = 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. Определить время, в течении которого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоиде.
При некоторой силе тока плотность энергии магнитного поля соленоида (без сердечника) w = 0,2 Дж/м3 . Во сколько раз увеличится плотность энергии поля при той же силе тока, если соленоид будет иметь железный сердечник? Для определения магнитной проницаемости использовать зависимость В = f(Н) на рисунке 53.
По обмотке тороида течет ток I = 0,6 А. Витки провода диаметром d = 0,4 мм плотно прилегают друг к другу (толщиной изоляции пренебречь). Найти энергию W магнитного поля в стальном сердечнике тороида, если площадь сечения его S = 4 см2 , диаметр средней линии D = 30 см. Зависимость В = f(Н) представлена на рисунке 53.