17. Робота при переміщенні провідника і контура зі струмом у магнітному полі Основні формули
1. Магнітний потік через поверхню площею S, охоплену плоским контуром, в однорідному магнітному полі
де α – кут між векторами і , a вектор – нормаль до поверхні S.
2. Робота, яка виконується при переміщенні провідника зі струмом І у магнітному полі
де
– величина магнітного потоку через
поверхню, яку описує провідник при його
русі.
3. Робота, яка виконується при переміщенні контура зі струмом І у магнітному полі
де – величина магнітного потоку через площу, обмежену контуром.
Провідник довжиною ℓ = 0,2 м, по якому проходить струм силою І = 5 А, рівномірно рухається в однорідному магнітному полі з індукцією В = 0,1 Тл. Швидкість руху провідника v = 0,4 м/с і напрямлена перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Визначити роботу А при переміщенні провідника за час t = 50 с. (2 Дж)
Два прямолінійні довгі паралельні провідники розташовані на відстані d1 = 0,2 м один від одного. По провідниках в одному напрямку течуть струми І1 = 5 А і І2 = 10 А. Яку роботу А на одиницю довжини провідників треба виконати, щоб розсунути ці провідники на відстань d2 = 0,6 м? (11 мкДж/м)
Коловий контур радіусом R = 0,2 м, по якому проходить струм силою І = 5 А, поміщений в однорідне магнітне поле з індукцією В = 5 мТл так, що площина контура перпендикулярна до напрямку ліній індукції поля. Яку роботу А треба виконати, щоб повернути контур на кут φ = 900 навколо осі, що збігається з діаметром контура? (3,14 мДж)
Квадратна рамка з довжиною сторони а = 0,3 м і струмом силою І = 8 А вільно підвішена в однорідному магнітному полі з індукцією В = 0,5 Тл. Визначити роботу А, яку треба виконати, щоб повернути рамку на кут α = 1800 навколо осі, що перпендикулярна до напрямку ліній індукції магнітного поля. (0,72 Дж)
Прямокутна рамка зі струмом розміщена в однорідному магнітному полі паралельно до ліній магнітної індукції. На рамку діє обертальний момент М = 0,2 Нм. Визначити роботу сил поля при повороті рамки на кут α = 300. (0,1 Дж)
Прямокутна рамка зі сторонами а = 0,3 м і b = 0,1 м, по якій протікає струм силою І1 = 1 А, розміщена в одній площині з нескінченно довгим прямолінійним провідником, по якому тече струм силою І2 = 6 А. Довші сторони рамки паралельні до провідника, а ближча сторона рамки знаходиться від нього на відстані b0 = 0,05 м, а напрям струму в ній співпадає із напрямом струму І2.. Визначити роботу А, яку треба виконати, щоб повернути рамку на кут φ = навколо дальньої довшої сторони. (0,58 мкДж)
В одній площині з нескінченно довгим прямолінійним провідником, по якому тече струм силою І1 = 4 А. розміщена квадратна рамка з довжиною сторони а = 0,5 м так, що дві її сторони паралельні до провідника, а відстань від провідника до ближчої сторони дорівнює довжині сторони рамки. По рамці протікає струм силою І2.. = 2 А, а вектор магнітного моменту рамки паралельний до вектора магнітної індукції поля провідника. Яку роботу треба виконати, щоб перенести рамку за межі поля? (0,55 мкДж)
Електродвигун споживає струм силою І = 5 А і розвиває п = 50 обертів за секунду. Обмотка якоря електродвигуна складається з N = 200 витків, площа витка S = 0,02 м2. Якір обертається в однорідному магнітному полі з індукцією В = 5 мТл. Визначити потужність електродвигуна. (20 Вт)