(С РЕШЕНИЕМ) На одной стороне подковообразного сердечника электромагнита установлена катушка, имеющая 1800 витков. Значение силы тока в ней 150 мА. Какая необходимая сила тока должна быть для уменьшения магнитного поля электромагнита?

Какое действие наблюдалось бы, если бы на другой стороне сплошного подковообразного сердечника электромагнита была установлена вторая катушка, имеющая 800 витков?

Показать ответ

Ответ:

amina51205

10.04.2021 09:05

Ощущение, что не хватает данных: рисунка или значений дополнительных величин. Учитывая то, что имеется в условиях, решить можно так, но это нельзя назвать тем решением, которое требуется. Это скорее просто анализ.

Дано:

N = 1800

I = 150 мА = 150*10^(-3) А

N' = 800

I' при B' < B - ?

Магнитное поле характеризуется магнитной индукцией B. Следовательно, для того чтобы уменьшилось магнитное поле, нужно чтобы модуль вектора магнитной индукции уменьшился. Запомним это.

Далее. Электромагнит с одной катушкой - это соленоид с сердечником. У соленоида (катушки) есть индуктивность L (сопротивляемость току). При движении электрических зарядов по виткам катушки с силой тока I контуры этих витков пронизывает магнитный поток Ф. Чем больше индуктивность L и сила тока I, тем больше магнитный поток Ф. То есть Ф прямо пропорционален L и I:

Ф = L*I (1)

С другой стороны магнитный поток прямо пропорционален магнитной индукции B, площади контура витка S (контуру, площадью S), косинусу угла между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура S, и количеству витков N:

Ф = B*S*cosα*N

В электромагните угол между B и нормалью к плоскости контура можно считать равным 0°, тогда cosα = cos0° = 1, формула будет иметь вид частного случая:

Ф = B*S*N (2)

Приравняем (2) к (1) :

B*S*N = L*I - выразим B:

B = (L*I)/(S*N) - перепишем полученное выражение в таком виде:

B = L/(S*N) * I - видно, что магнитная индукция прямо пропорциональна силе тока. А магнитная индукция, как уже было сказано выше, является характеристикой магнитного поля. Это значит, что для усиления магнитного поля электромагнита надо увеличивать силу тока, и наоборот, для ослабления - уменьшать. Обозначим новое значение магнитной индукции (меньшее, чем действующее) как B', тогда, учитывая что B пропорционально I:

B ~ I => B' ~ I'

B' < B =>

=> L/(S*N) * I' < L/(S*N) * I =>

=> I' < I

B' < B при I' < 150*10^(-3)

ответом будет являться последняя строчка. Мы не можем дать точное значение силы тока, т.к. без каких-то дополнительных данных ответом будут являться все значения, меньшие чем значение I по условию. Значение количества витков N совсем не понадобилось (что странно и опять-таки указывает на нехватку данных в условиях). Можно, правда, записать ответ и следующим образом.

Выразим силу тока I из уравнения для магнитной индукции B:

B = L/(S*N) * I

I = B/(L/(S*N)) = (B*S*N)/L - перепишем в другом виде, выделяя N:

I = (B*S)/L * N - множитель (B*S)/L представим как множитель "k", тогда:

I = k*N

Теперь ответ запишем так:

B' < B при I' < I = k*N

B' < B при I' < 150*10^(-3) = k*1800

При наличии второй катушки на другой стороне сердечника электромагнита он обладает более сильным магнитным полем, т.к. магнитное поле второй катушки усиливает поле первой. Это при условии, что направление тока во второй катушке будет обратным направлению тока в первой. Если же направления будут одинаковыми, то магнитное поле первой катушки будет направлено против поля второй. Тогда магнитное поле электромагнита будет ослаблено. Опять же - значение N' не пригодилось, так как на основании приведённых условий в качестве ответа можно привести лишь теорию .

0,0(0 оценок)

Ответ: