Плотная однослойная обмотка соленоида без сердечника выполнена из проволоки диаметром 0,2 мм. Плотная однослойная обмотка соленоида без сердечника выполнена из проволоки диаметром 0,2 мм. Диаметр соленоида – 16 см, его длина - 3 см. При какой скорости изменения силы тока в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции 1 В?
Для нахождения скорости изменения силы тока в соленоиде, при которой возникает ЭДС самоиндукции 1 В, воспользуемся формулой для ЭДС самоиндукции в соленоиде:
E = -L * dI/dt,
где E - ЭДС самоиндукции, L - коэффициент самоиндукции соленоида, dI/dt - скорость изменения силы тока в соленоиде.
Коэффициент самоиндукции соленоида без сердечника можно найти по формуле:
L = (d^2 n^2 S) / (6 * l),
где d - диаметр проволоки, n - количество витков проволоки, S - площадь поперечного сечения соленоида (S = π * r^2, где r - радиус соленоида), l - длина соленоида.
Подставляем известные значения:
d = 0,2 мм = 0,0002 м, n = ?, S = π r^2 = π (16/2)^2 = 64π см^2 = 0,0064 м^2, l = 3 см = 0,03 м.
Для однослойной обмотки n = l / d = 0,03 / 0,0002 = 150 витков.
Для нахождения скорости изменения силы тока в соленоиде, при которой возникает ЭДС самоиндукции 1 В, воспользуемся формулой для ЭДС самоиндукции в соленоиде:
E = -L * dI/dt,
где E - ЭДС самоиндукции, L - коэффициент самоиндукции соленоида, dI/dt - скорость изменения силы тока в соленоиде.
Коэффициент самоиндукции соленоида без сердечника можно найти по формуле:
L = (d^2 n^2 S) / (6 * l),
где d - диаметр проволоки, n - количество витков проволоки, S - площадь поперечного сечения соленоида (S = π * r^2, где r - радиус соленоида), l - длина соленоида.
Подставляем известные значения:
d = 0,2 мм = 0,0002 м,
n = ?, S = π r^2 = π (16/2)^2 = 64π см^2 = 0,0064 м^2,
l = 3 см = 0,03 м.
Для однослойной обмотки n = l / d = 0,03 / 0,0002 = 150 витков.
Теперь найдем коэффициент самоиндукции:
L = (0,0002^2 150^2 0,0064) / (6 * 0,03) = 0,08 Гн.
Подставляем полученное значение L и E = 1 В в формулу для ЭДС самоиндукции и находим скорость изменения силы тока:
1 = -0,08 * dI/dt,
-dI/dt = 1 / 0,08,
dI/dt = -12,5 А/с.
Итак, при скорости изменения силы тока в соленоиде -12,5 А/с возникает ЭДС самоиндукции 1 В.