Явление самоиндукции заключается в возникновении индукционного тока (тока самоиндукции) в катушке при изменении силы тока в ней. В опыте, демонстрирующем самоиндукцию при размыкании цепи, лампа, перед тем как погаснуть, ярко вспыхивает. Появление мощного тока самоиндукции при размыкании цепи свидетельствует о том, что магнитное поле тока в катушке обладает энергией .
Работа по созданию индукционного тока определяется уменьшением энергии магнитного поля. В свою очередь, энергия магнитного поля копится за счёт источника тока при совершении работы по преодолению тока самоиндукции, препятствующего увеличению тока в цепи. Экспериментально выведена формула энергии магнитного поля катушки с током: где \(L\) — индуктивность катушки (Гн), \(I\) — сила тока в катушке (А).
Энергия магнитного поля равна половине произведения индуктивности катушки на квадрат силы тока в ней.
В чем измеряется энергия магнитного поля W?
Единицы измерения — Величина B в системе единиц СИ измеряется в теслах (русское обозначение: Тл; международное: T), в системе СГС — в гауссах (русское обозначение: Гс; международное: G). Связь между ними выражается соотношениями: 1 Гс = 1·10 −4 Тл и 1 Тл = 1·10 4 Гс.
Как рассчитать энергию магнитного поля катушки?
Энергию магнитного поля тока в катушке можно рассчитать по формуле: Wм = L * I² / 2, где Wм — энергия магнитного поля ( Wм = 6 Дж ), L — индуктивность катушки ( L = 3 Гн ), I — сила тока в катушке ( А ). Выразим и рассчитаем силу тока в катушке: Wм = L * I² / 2. I² = 2Wм / L. I = sqrt ( 2Wм / L ) = sqrt ( 2 * 6 / 3 ) = sqrt ( 4 ) = 2 А. Ответ: Сила тока в катушке равна 2 А.
В чем измеряется магнитная энергия?
Единица магнитной индукции — тесла (Тл).
Как определить энергию магнитного поля катушки с током?
Энергию магнитного поля катушки с током можно рассчитать по формуле: Wм = L * I 2 / 2, где L — индуктивность катушки, I — сила тока в катушке. Изменение магнитного поля катушки при увеличении действующей силы тока в катушке в 3 раза ( I1 = 3I ) и уменьшении индуктивности в 3 раза ( L1 = 1/3 L ): Wм1 = L1 * I1 2 / 2 = ( L / 3 ) * ( 3I ) 2 / 2 = 1/3 * 9 * ( L * I 2 / 2 ) = 3 * ( L * I 2 / 2 ) = 3Wм.
Как рассчитать магнитное поле?
Чтобы определить напряженность магнитного поля, необходимо удалить вещество из пространства, в котором имеется поле, а затем измерить силу, действующую на единичный элемент тока (i*Dl = 1), расположенный перпендикулярно к направлению поля.
Чему равна энергия электромагнитных волн?
Энергия электрического и магнитного поля — Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Строго говоря, термин «энергия электромагнитного поля» является не вполне корректным. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определённой точке пространства). В вакууме (а также в веществе при рассмотрении микрополей): где E — напряжённость электрического поля , B — магнитная индукция , D — электрическая индукция , H — напряжённость магнитного поля , с — скорость света , — электрическая постоянная и — магнитная постоянная . Иногда для констант и — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются. В системе СГС :
Какая формула энергии?
Все знают формулу E=mc 2 , и все слышали, что ее Эйнштейн придумал. Многие даже знают, что Е обозначает энергию, m — массу, а c — скорость света. Но что все это означает? — Если взять обычную пальчиковую батарейку из пульта от телевизора, и превратить ее в энергию, то точно такую же энергию можно получить от 250 миллиардов таких же батареек, если использовать их по-старинке .
Не очень хороший получается КПД. А то и означает, что масса и энергия — это одно и то же. То есть масса — это частный случай энергии. Энергию, заключенную в массе чего угодно, можно посчитать по этой простой формуле. Скорость света — это очень много. Это 299 792 458 метров в секунду или, если вам так удобнее, 1 079 252 848,8 километров в час.
Из-за этой большой величины получается, что если превратить чайный пакетик целиком в энергию, то этого хватит, чтобы вскипятить 350 миллиардов чайников.
Чему равна энергия магнитного поля катушки индуктивностью 5 Гн?
Ответ:0,4Дж.
Какая единица измерения энергии?
Джоуль Единица измерения энергии, работы и теплоты в системе СИ. Один джоуль (Дж) – это работа, произведенная силой в 1 Н на рас- стоянии 1 м.
Чему равна электрическая энергия?
Единица измерения электрической энергии То есть 1 Дж = 1 Вт * сек.
Какой буквой обозначается энергия поля?
Единицы измерения в электродинамике
| Единица | Обозначение |
|---|---|
| Электроемкость | Ф |
| Объемная плотность энергия электрического поля | Дж/м 3 |
| Плотность тока | А/м 2 |
| Электрическое Сопротивление | Ом |
Чему равна плотность энергии электрического поля?
Объемная плотность энергии — это величина равная энергии единицы объема поля. — это выражение справедливо только для изотропного диэлектрика. Из (17.27) следует, что плотность энергии поля напряженностью Е, созданного в среде с проницаемостью ε, прямо пропорциональна квадрату напряженности поля.
Как зависит энергия от силы тока?
Согласно закону сохранения энергии энергия магнитного поля, созданного током, равна той энергии, которую должен затратить источник тока (гальванический элемент, генератор на электростанции и др.) на создание тока. При размыкании цепи эта энергия переходит в другие виды энергии. То, что для создания тока необходимо затратить энергию, т.е. необходимо совершить работу, объясняется тем, что при замыкании цепи, когда ток начинает нарастать, в проводнике появляется вихревое электрическое поле, действующее против того электрического поля, которое создается в проводнике благодаря источнику тока. Для того чтобы сила тока стала равной I , источник тока должен совершить работу против сил вихревого поля. Эта работа идет на увеличение энергии магнитного поля тока. При размыкании цепи ток исчезает, и вихревое поле совершает положительную работу. Запасенная током энергия выделяется. Это обнаруживается, например, по мощной искре, возникающей при размыкании цепи с большой индуктивностью. Записать выражение для энергии тока I , текущего по цепи с индуктивностью L (т.е. для энергии магнитного поля тока), можно на основании аналогии между инерцией и самоиндукцией, о которой мы говорили в прошлой теме. Если самоиндукция аналогична инерции, то индуктивность в процессе создания тока должна играть ту же роль, что и масса при увеличении скорости тела в механике. Роль скорости тела в электродинамике играет сила тока I как величина, характеризующая движение электрических зарядов. Если это так, то энергия магнитного поля тока W М будет подобна кинетической энергии тела в механике. Поэтому ее можно определить формулой: Энергия магнитного поля тока W М = L I 2 2 Магнитное поле, созданное электрическим током, обладает энергией, прямо пропорциональной квадрату силы тока . Пример №1 . В катушке индуктивностью 0,15 Гн и очень малым сопротивлением r сила тока равна 4 А. Параллельно катушке присоединили резистор сопротивлением R>> r . Какое количество теплоты выделится в катушке и в резисторе после быстрого отключения силы тока? При параллельном подключении к катушке большого сопротивления R>> r , сила тока, идущая через катушку, почти не изменяется. Энергия в катушке равна: W М = L I 2 2 При отключении источника тока система катушка–сопротивление станет изолированной. Для изолированной системы справедлив закон сохранения энергии. В данном случае это означает, что вся энергия, запасенная в катушке, выделится в виде тепла в катушке и резисторе: W М = 0 , 15 · 4 2 2 = 1 , 2 ( Д ж ) Задание EF17636 Катушка индуктивности подключена к источнику постоянного тока. Как изменится энергия магнитного поля катушки при увеличении силы тока через катушку в 3 раза? Ответ: а) уменьшится в 3 раза б) увеличится в 9 раз в) увеличится в 3 раза г) уменьшится в 9 раз Алгоритм решения 1. Записать формулу, определяющую энергию магнитного поля тока.2. Установить, как изменится энергия магнитного поля тока при увеличении силы тока через катушку в 3 раза. Решение Энергия магнитного поля тока определяется формулой: W М = L I 2 2 Видно, что энергия магнитного поля тока прямо пропорционально зависит от квадрата силы тока в катушке.
Как найти максимальную энергию магнитного поля?
Чтобы рассчитать величину максимальной энергии магнитного поля взятой катушки, применим формулу: Wм = Wэл = C * Um 2 / 2. Переменные величины: С — емкость конденсатора (С = 3 мкФ = 3 * 10 -6 Ф); Um — максимальное напряжение на используемом конденсаторе (U = 4 В).
Какая энергия накапливается в катушке?
Вадим Муранов, победитель всероссийского конкурса «Учитель года», преподаватель физики с 24-летним опытом работы. Добрый день! Мы снова с вами в месте! Точно, что электромагнитная энергия — это то, что обеспечивает нашу с вами комфортную жизнь. Исчезни она, и неизвестно, во что бы превратилась наша цивилизация, которая целиком и полностью зависит от электромагнитной энергии.
- У нас сегодня будут задачи, в которых электромагнитная энергия преобразуется во внутреннюю, то есть в тепловую энергию.
- И в данном случае эту электромагнитную энергию способны накапливать два устройства: конденсатор и катушка.
- Конденсатор – это устройство, которое накапливает электрическую энергию, а катушка – это устройство, которое способно накапливать энергию магнитного поля.
«В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 20 В; индуктивность катушки 8 мГн; сопротивление лампы 4 Ом и сопротивление резистора 6 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какой должна быть ёмкость конденсатора, чтобы после размыкания ключа в лампе выделилась энергия 120 мДж? Внутренним сопротивлением источника, а также сопротивлением проводов и катушки пренебречь. Необходимо посмотреть, что будет происходить в нашей схеме при замкнутом ключе. При замкнутом ключе конденсатор будет, конечно, через какое-то время заряжен, но, так как этот ключ будет замкнут довольно долго, заряженный конденсатор через себя ток не пропускает, поэтому ток протекает только по катушке и лампочке. Это значит, что силу тока мы можем найти на основании закона Ома для полной цепи . Внутренним сопротивлением источника нам предлагают пренебречь. В этом случае r = 0, получается и получается 5 Ампер – это сила тока, которая протекает по нашей цепи. Эта же сила тока протекает и через катушку, а мы с вами знаем, что катушка, по которой протекает ток, накапливает внутри себя энергию магнитного поля, которую мы вычисляем по формуле 