4.5. Индуктивность соленоида. Энергия магнитного поля

Во всех задачах данного подраздела соленоид следует считать бесконечно длинным.

112) На немагнитный цилиндрический каркас диаметром 3 см и длиной 60 см намотано в один слой 1200 витков провода. Вычислить индуктивность получившегося соленоида и магнитный поток, пронизывающий площадь его поперечного сечения, если ток равен 2 А.

113) Соленоид сечением 6 см² содержит 1500 витков, намотанных в один слой. Индукция магнитного поля внутри соленоида при токе 4 А равна 0,08 Тл. Определить индуктивность соленоида.

114) Нужно изготовить соленоид длиной 20 см из медного провода диаметром 0,6 мм. Найти поперечное сечение соленоида, при котором индуктивность его будет равна 10 мГн.

115) На немагнитный цилиндрический каркас намотано 750 витков проволоки. Индуктивность получившейся катушки равна 25 мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до 36 мГн обмотку сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Сколько витков оказалось в катушке после перемотки?

116) На деревянный цилиндр намотана медная проволока, масса которой равна 50 г. Длина каркаса равна 60 см. Сопротивление обмотки равно 30 Ом. Найти индуктивность соленоида, если витки намотаны в один слой и плотно прилегают друг к другу.

117) На каркас длиной 50 см и сечением 2 см² намотан в один слой провод так, что на каждый сантиметр длины каркаса приходится 20 витков. Определить энергию магнитного поля получившегося соленоида, если сила тока в обмотке равна 0,5 А.

118) На соленоид длиной 1 м намотано 1000 витков. Площадь сечения соленоида равна 20 см². При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создается магнитный поток 1,8 мВб. Найти энергию магнитного поля соленоида.

119) На соленоид длиной 25 см намотано 1200 витков. Площадь сечения соленоида равна 10 см². Найти энергию магнитного поля соленоида, если по нему протекает ток силой 6,3 А. Во сколько раз изменится энергия магнитного поля, если число витков увеличить в два раза, а силу тока уменьшить в четыре раза.

120) По обмотке соленоида течет ток 0,7 А при напряжении 22 В. При этом внутри соленоида возникает магнитное поле, индукция которого равна 1,4 Тл. Каково поперечное сечение соленоида, если за 12 мс в его обмотке выделяется количество тепла, равное энергии магнитного поля. Длина соленоида равна 1,4 м.

121) Обмотка соленоида содержит 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока объемная плотность энергии магнитного поля соленоида будет равна 0,1 Дж/м³? Магнитное поле соленоида считать однородным.

Библиографический список

1. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2002. 478 с.

2. Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. М., 2001. 607 с.

3. Д ж а н к о л и И. В. Физика / И. В. Д ж а н к о л и. М., 1989. Т. 2. 667 с.

4. Физический энциклопедический словарь. М., 1984. 944 с.

5. С е р д ю к О. И. Методические указания для самостоятельной работы студентов при изучении раздела физики «Электромагнетизм» / О. И. Сер-дюк / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. 31 с.

Приложение 1