5. Энергия магнитного поля

1. На железное кольцо намотано в один слой N=200 витков. Определить энергию W магнитного поля, если при токе I=2,5 А магнитный поток Ф в железе равен 0,5 Вб.

2. Соленоид содержит N=1000 витков. Сила тока I в его обмотке равна 1 А, магнитный поток Ф через поперечное сечение соленоида равен 0,1 мВб. Вычислить энергию W магнитного поля.

3. Индуктивность L катушки (без сердечника) равна 0,1 мГн. При какой силе тока I энергия W магнитного поля равна 100 мкДж?

4. По обмотке соленоида индуктивностью L=0,2 Гн течет ток I=10 А. Определить энергию W магнитного поля соленоида.

5. По обмотке тороида течет ток силой 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 S сечения его равна 4 см², диаметр D средней линии равен 30 см.

6. Определить объемную плотность энергии  магнитного поля в стальном сердечнике, если индукция B магнитного поля равна 0,5 Тл.

7. Индукция магнитного поля тороида со стальным сердечником возросла от B₁=0.5 Тл до B₂=1 Тл. Найти, во сколько раз изменилась объемная плотность энергии  магнитного поля.

8. Вычислить плотность энергии  магнитного поля в железном сердечнике замкнутого соленоида, если напряженность H намагничивающегося поля равна 1,2 кА/м.

9. Катушка индуктивностью L=1 мГн и воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин диаметром D=20 см каждая, соединены параллельно. Расстояние d между пластинами равно 1 см. определить период колебаний.

10. Обмотка тороида с немагнитным сердечником имеет n=10 витков на каждый сантиметр длины. Определить плотность энергии  поля, если по обмотке течет ток I=16 А.

11. Сила тока I в обмотке соленоида, содержащего N=1500 витков, равна 5 А. Магнитный поток Ф через поперечное сечение соленоида составляет 200 мкВб. Определить энергию магнитного поля в соленоиде.

12. Обмотка электромагнита, находясь под постоянным напряжением, имеет сопротивление R=15 Ом и индуктивность L=0,3 Гн. Определить время, за которое в обмотке выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике.

13. Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки диаметром d=0,5 мм имеет длину l=0,4 м и поперечное сечение S=50 см². Какой ток течет по обмотке при напряжении U=10 В, если за время t=0,5 мс в обмотке выделяется количество теплоты, равное энергии поля внутри соленоида? Поле считать однородным.

14. Индуктивность соленоида при длине 1 м и площади поперечного сечения 20 см² равна 0,4 мГн. Определить силу тока в соленоиде, при которой объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида равна 0,1 Дж/м³.

15. Объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида длиной 50 см и малого диаметра равна 0,7 Дж/м³. Определить магнитодвижущую силу этого соленоида.

16. Тороид с воздушным сердечником содержит 20 витков на 1 см. Определить объемную плотность энергии в тороиде, если по его обмотке протекает ток 3А.

17. Напряженность магнитного поля тороида со стальным сердечником возросла от H₁=200 A/м до H₂= 800 А/м. Определить во сколько раз изменилась объемная плотность энергии  магнитного поля.

18. При индукции B поля, равной 1 Тл, плотность энергии  магнитного поля в железе равна 200 Дж/м³. Определить магнитную проницаемость  железа в этих условиях.

19. Соленоид длиной l=50 см и площадью поперечного сечения S=2 см² имеет индуктивность L=0,2мкГн. При каком токе объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида =1 мДж/м³?

20. В соленоиде сечением S=5 см² создан магнитный поток Ф=20 мкВб. Определить объемную плотность  энергии магнитного поля соленоида. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.

21. Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N=1000 витков, равен 0,2 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида, I=1 А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.

22. Диаметр тороида ( по средней линии ) D=50 см. Тороид содержит N=2000 витков и имеет площадь сечения S=20 см². Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока I= 5 А. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.

23. По проводнику, изогнутому в виде кольца радиусом R=20 см, содержащему N=500 витков, течет ток силой I=1 А. Определить объемную плотность  энергии магнитного поля в центре кольца.

24. При какой силе тока I в прямолинейном проводе бесконечной длины на расстоянии r=5 см от него объемная плотность энергии магнитного поля будет =1 мДж/м³?

25. Обмотка тороида имеет n=10 витков на каждый сантиметр длины (по средней линии тороида). Вычислить объемную плотность энергии  магнитного поля при силе тока I=10 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.

26. Обмотка соленоида содержит n=20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля будет =0,1 Дж/м³? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.