Вычислить индукцию магнитного поля, обеспечивающую в контуре с числом витков w=100 и активной длинной проводника l=60 мм ЭДС, равную 4,8 В. Контур движения с линейной скоростью v=1000 мм/с. По правилу какой руки определяется направление ЭДС надо
Для решения данной задачи, нам понадобятся следующие формулы и понятия:
1. Формула для ЭДС индукции:
ЭДС = -n * dФ/dt
где ЭДС - электродвижущая сила (вольты),
n - число витков в контуре (в данном случае n = 100),
dФ - изменение магнитного потока через контур (в Вебера),
dt - изменение времени (в секундах).
2. Магнитный поток Ф через контур можно выразить, как:
Ф = B * A
где B - индукция магнитного поля (в Теслах),
A - площадь, охватываемая контуром (в квадратных метрах).
3. Изменение магнитного потока dФ через контур можно выразить, как:
dФ = B * dA
где dA - изменение площади, охватываемой контуром (в квадратных метрах).
4. Правило определения направления ЭДС:
Правило правой руки гласит: если уложить правую руку так, чтобы четыре пальца указывали в направлении магнитного поля, то большой палец будет указывать направление взаимоотносительного движения проводника и поля, и направление ЭДС в проводнике.
Теперь приступим к решению задачи с учетом этих понятий и формул.
На первом шаге нам необходимо найти изменение магнитного потока через контур dФ.
dФ = B * dA
Зная активную длину проводника l и линейную скорость v, мы можем найти изменение площади dA:
dA = l * v * dt
Также, нам дано, что активная длина проводника l равна 60 мм, что в метрах будет 0,06 м. Из этого следует, что:
dA = 0,06 м * 1000 мм/с * dt = 60 мм*с * dt = 0,06 м * dt
Теперь мы можем выразить dФ через B:
dФ = B * dA = B * 0,06 м * dt
Исходя из формулы ЭДС, мы можем выразить B:
ЭДС = -n * dФ/dt
4,8 В = -100 * (B * 0,06 м * dt)/dt
Теперь можем сократить dt в числителе и знаменателе:
4,8 В = -100 * B * 0,06 м
Теперь разделим обе части уравнения на -100 и 0,06 м:
4,8 В / (-100 * 0,06 м) = B
Таким образом, индукция магнитного поля будет:
B = 4,8 В / (-100 * 0,06 м)
B = -0,8 В/(Т * м)
Ответ: Индукция магнитного поля, необходимая для создания ЭДС, равной 4,8 В в данном контуре, составляет -0,8 В/(Т * м). Из правила правой руки следует, что направление ЭДС будет указывать взаимоотносительное движение проводника и магнитного поля.
1. Формула для ЭДС индукции:
ЭДС = -n * dФ/dt
где ЭДС - электродвижущая сила (вольты),
n - число витков в контуре (в данном случае n = 100),
dФ - изменение магнитного потока через контур (в Вебера),
dt - изменение времени (в секундах).
2. Магнитный поток Ф через контур можно выразить, как:
Ф = B * A
где B - индукция магнитного поля (в Теслах),
A - площадь, охватываемая контуром (в квадратных метрах).
3. Изменение магнитного потока dФ через контур можно выразить, как:
dФ = B * dA
где dA - изменение площади, охватываемой контуром (в квадратных метрах).
4. Правило определения направления ЭДС:
Правило правой руки гласит: если уложить правую руку так, чтобы четыре пальца указывали в направлении магнитного поля, то большой палец будет указывать направление взаимоотносительного движения проводника и поля, и направление ЭДС в проводнике.
Теперь приступим к решению задачи с учетом этих понятий и формул.
На первом шаге нам необходимо найти изменение магнитного потока через контур dФ.
dФ = B * dA
Зная активную длину проводника l и линейную скорость v, мы можем найти изменение площади dA:
dA = l * v * dt
Также, нам дано, что активная длина проводника l равна 60 мм, что в метрах будет 0,06 м. Из этого следует, что:
dA = 0,06 м * 1000 мм/с * dt = 60 мм*с * dt = 0,06 м * dt
Теперь мы можем выразить dФ через B:
dФ = B * dA = B * 0,06 м * dt
Исходя из формулы ЭДС, мы можем выразить B:
ЭДС = -n * dФ/dt
4,8 В = -100 * (B * 0,06 м * dt)/dt
Теперь можем сократить dt в числителе и знаменателе:
4,8 В = -100 * B * 0,06 м
Теперь разделим обе части уравнения на -100 и 0,06 м:
4,8 В / (-100 * 0,06 м) = B
Таким образом, индукция магнитного поля будет:
B = 4,8 В / (-100 * 0,06 м)
B = -0,8 В/(Т * м)
Ответ: Индукция магнитного поля, необходимая для создания ЭДС, равной 4,8 В в данном контуре, составляет -0,8 В/(Т * м). Из правила правой руки следует, что направление ЭДС будет указывать взаимоотносительное движение проводника и магнитного поля.