Задать вопрос
16 июля, 17:02

Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. Определить время, в течение которого в обмотке соленоида выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в соленоид

+5
Ответы (1)
  1. 16 июля, 17:52
    0
    А Вы уверены, что исходные числа именно таковы? Уж больно много витков при такой геометрии. Впрочем, мне-то что - сосчитать можно всё, что угодно - вопрос, имеет ли это отношение к реальной технике.

    Итак.

    Виток соленоида C = Pi*D, где D - диаметр соленоида (0,008 м), значит длина витка - 0,0251 м

    Значит, провод, которым намотан соленоид имеет длину l = 0,0251 * 20000 = 502,4 м.

    Длина намотки ls = 0.5 м, значит, диаметр провода

    d = ls/n = 0,5/20000 = 0,000025 м = 2,5 10^-2 мм.

    Поперечное сечение такого волоска s = pi * (d/2) ^2 = 4,9 10^-4 кв мм

    Удельное сопротивление меди ro = 0,017 Ом кв мм/м

    Значит, активное сопротивление обмотки R = l*ro/s = 502,4*0,017/4.9 10^-4 = 17430 Ом

    Тепловая энергия, выделяющаяся в обмотке за время t составляет Q = (I^2) Rt

    Объём соленоида V = ls*Pi (D/2) ^2 = 2,5 * (10-05) м куб

    Индуктивность соленоида L = 4*Pi * (10-07) * n^2*V = 4*3,14 * (10-07) * 4 * (10+08) * 2,5 (10-05) = 1.25 (10-02) Гн

    Приравниваем магнитную энергию, запасённую в поле соленоида к тепловой энергии, выделевшейся за время t

    E = L (I^2) / 2 = (I^2) Rt

    Исключая из обеих частей равенства силу тока в квадрате, получаем:

    t = L/2R = 1.25 (10-02) / (2*17430) = 3,59 10-07 сек

    PS

    Всё-таки я предложил бы Вам проверить, точны ли те числа, что Вы привели в задаче.
Знаете ответ?
Сомневаетесь в ответе?
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Соленоид длиной 50 см и диаметром 0,8 см имеет 20000 витков медного провода и находится под постоянным напряжением. Определить время, в ...» по предмету 📘 Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы