Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Условие

    Условие

    Найти напряженность Н магнитного поля в точке, отстоящей на расстоянии а=2 м от бесконечно длинного проводника, по которому течет ток I=5 А.

    Решение:

    Напряженность магнитного поля, созданного бесконечно длинным прямоугольным проводником:

    , где а – расстояние от точки, где ищется напряженность, до проводника с током.

    Ответ: Н=0, 398 А/м

     

    Задача 2

    Условие

    Найти напряженность Н магнитного поля в центре кругового проволочного витка радиусом R= 1cм, по которому течет ток I=1А.

    Решение:

    ,

    где Н - напряженность магнитного поля в центре кругового тока;

    R- радиус кругового контура с током.

    Ответ: Н=50А/м

     

    Задача 3

    Условие:

    На рисунке изображены сечения двух прямолинейных бесконечно длинных проводников с токами. Расстояние между проводниками АВ=10см, токи I1=20А и I2=30А. Найти напряженность Н магнитного поля, вызванного токами I1 и I2 в точках М1 , М2 и М3. Расстояние М1А=2 см, АМ2 = 4см и ВМ3= 3см.

     

    Рисунок:

     

    Решение:

    Ответ: Н1=120А/м; Н2=159А/м; Н3=135А/м.

     

    Занятие №2

     

    Задача 1

    Условие:

    Найти напряженность Н магнитного поля на оси кругового контура на расстоянии а=3см от его плоскости. Радиус контура R=4см, ток в контуре I=2А.

    Решение:

    Напряженность магнитного поля на оси кругового тока:

    ,

    где R- радиус кругового контура с током,

    а – расстояние от точки, где ищется напряженность до плоскости контура

    Ответ: Н=12, 8А/м

     

     

    Задача 2

    Условие:

    Напряженность Н магнитного поля в центре кругового витка Н0=0, 8 Э. Радиус витка R=11см. Найти напряженность Н магнитного поля на оси витка на расстоянии а=10см от его плоскости.

    Решение:

    Н0=0, 8 Эрстед=0, 8·79, 5775А/м

    Напряженность в центре кругового тока:

    => I=2RH0

    I=2·0, 8·79, 5775·0, 11=14, 01A

    Ответ: Н=25, 79 А/м

     

     

    Задача: 3

    Условие:

    Из проволоки длиной l= 1м сделана квадратная рамка. По рамке течет ток I=10А. Найти напряженность Н магнитного поля в центре рамки.

    Решение:

    Магнитное поле в центре рамки создается каждой из его сторон и направлено в одну сторону нормально к плоскости рамки, следовательно Н=4·Н1, Н1 – напряженность поля создаваемого отрезками проводника с током I длиной l /4, которая определяется по формуле: , где r= l /2·4 – расстояние от проводника до точки поля. По условию α 1=45°, α 2=180-45=135°; тогда

    Ответ: Н=35, 9 А/м

     

    Занятие №3

     

    Задача №1

    Условие:

    По двум бесконечно длинным прямым проводникам, расстояние между которыми 15см, в одном направлении текут токи 4 и 6А. Определить расстояние от проводника с меньшей силой тока до геометрического места точек, в котором напряженность магнитного поля =0.

    Решение:

    Точка где Н12, расположена на прямой соединяющей проводники с током, т.е.

     

    Напряженность магнитного поля, созданного бесконечно длинным проводником:

    и Н12 =>

    I1 (l-a)= I2a I1l=a(I2+I1) =>

    Ответ: а =0, 06м

     

     

    Задача №2

    Условие:

    По двум бесконечно длинным прямым проводникам, расстояние между которыми 15см, в противоположных направлениях текут токи 4 и 6А. Определить расстояние от проводника с меньшей силой тока до геометрического места точек, в котором напряженность магнитного поля =0.

    Решение:

     

     

    Точка где Н12 находится на продолжении прямой, соединяющей проводники с током

    =>

    Ответ: а =0, 3м

     

    Задача №3

    Условие:

    Под действием однородного магнитного поля, перпендикулярно линиям индукции начинает перемещаться прямой проводник массой 2кг, сила тока в котором 10А. Какой магнитный поток пересекает этот проводник к моменту времени, когда его скорость станет равна 31, 6 м/с?

    Решение:

    Работа перемещения проводника с током в магнитном поле равна A=IΔ Ф, где Δ Ф – магнитный поток, пересекаемый проводником при его движении. Эта работа будет численно равна кинетической энергии, приобретаемой проводником.

    ; А=Ек

    =>

    Ответ: Δ Ф=99, 86Вб.

     

     

    Занятие №4

     

    Задача №1.

     

    Условие:

    В однородном магнитном поле напряженностью Н=79, 6 кА/м помещена квадратная рамка, плоскость которой составляет с направлением магнитного поля угол α =45°, сторона рамки а =4см. Найти поток, пронизывающий рамку.

     

    Решение:

    Магнитная индукция: (1) В=μ 0μ Н, где μ 0 – магнитная постоянная μ 0=125663·10-7Гн/м. μ – относительная магнитная проницаемость (для вакуума μ =1, для воздуха μ =10000004).

    Магнитный поток сквозь контур: (2) Ф=BScosφ, где S – площадь поперечного сечения контура, φ – угол между нормалью к плоскости контура и направлением магнитного поля.

    (1) подставляем в (2) и получаем: Ф=μ 0μ НScosφ, так как рамка квадратная, то площадь рамки S= а2 => Ф=μ 0 μ Н а2 cosφ =12, 57·10-7·1·79, 6·103·0, 042·cos45°=113мкВб.

    Ответ: Ф=113мкВб.

     

     

    Задача №2

     

    Условие:

    Квадратная рамка со стороной 4см содержит 100 витков и помещена в однородное магнитное поле напряженностью 100А/м. направление поля составляет угол 30° с нормалью к рамке. Ток в рамке равен 1А. Какая работа совершается при повороте рамки в положение, когда ее плоскость совпадает с направлением линий индукции поля.

    Решение:

    Когда плоскость рамки совпадает с направлением поля, угол α 1 между вектором и нормалью равен 90°. Работа А поворота рамки с током I равна: А=IΔ ФN, Δ Ф=Ф-Ф0 - изменение магнитного потока Ф, пронизывающего плоскость рамки, Ф=ВScosα, где

    В= μ 0μ Н – магнитная индукция; S= а 2 – площадь рамки. Поток Ф0, пронизывающий рамку в исходном положении, будет Ф0=ВScosα 0, а после поворота – Ф=DScosα 1.

    A=IΔ ФN=I(Ф-Ф0)N=INBS(cosα 1-cosα 0)=INμ 0μ H a2( cosα 1-cosα 0)

    A=1·100·12, 56·10-7·1·100·0, 042·(cos90-cos30)=-1, 7·10-5Дж.

    Ответ: А=-1, 7·10-5Дж.

     

    Задача №3

    Условие:

    В прямоугольной рамке со сторонами 4 и 6см сила тока 5А. Определить напряженность магнитного поля в центре рамки.

    Решение:

    Н=Н12=56, 27+37, 51=93, 8А/м

    Ответ: Н=93, 8А/м.

     

    Занятие №5

     

    Задача №1

    Условие:

    Сколько ампер-витков потребуется для того, чтобы внутри соленоида малого диаметра и длиной l =30см, объемная плотность энергии магнитного поля была равна W0=1, 75Дж/м3.

    Решение:

    =>

    Ответ: IN=500Ав.

     

    Задача №2

    Условие:

    соленоид имеет длину 1м, площадь поперечного сечения 25мм2 и число витков 1000. Энергия поля соленоида при силе тока 1А равна 1, 9Дж. Определить магнитную проницаемость сердечника.

    Решение:

    H=In

    Объемная плотность энергии магнитного поля:

    Энергия магнитного поля соленоида: W=wSl

    Ответ: μ =1209.

     

    Задача №3

    Условие:

    Соленоид длиной 20см и диаметром 4см имеет плотную трехслойную обмотку из провода диаметром 0, 1мм. По обмотке соленоида течет ток 0, 1А. Зависимость В=f(H) для материала сердечника дана на рис. Определить напряженность и индукцию поля в соленоиде, магнитную проницаемость и индукцию поля в соленоиде, магнитную проницаемость сердечника, индуктивность соленоида, энергию и объемную плотность энергии поля соленоида.

    Решение:

    Поле внутри соленоида считать однородным:

    Н=In, где - число витков, приходящихся на единицу длины соленоида; k – число слоев обмотки; d – диаметр провода. Тогда:

    По рисунку находим В=1, 7Тл для Н=3000А/м

    Индуктивность соленоида: L=μ μ 0n2lS, где l – длина, - площадь поперечного сечения соленоида.

    Объемная плотность энергии магнитного поля:

    Энергия мгнитного поля соленоида:

    W=wSl или .

    Ответ: H=3000A/м; L=128Гц; μ =451; w=2, 55·103Дж/м3; W=0, 64 Дж.

     

    Занятие №6

     

    Задача №1

    Условие:

    Соленоид без сердечника длиной 15см и диаметром 4см имеет 100 витков на 1см длины, и включен в цепь источника тока. За 1мс сила тока в цепи изменилась на 10 мА. Определить ЭДС самоиндукции, считая что ток в цепи изменяется равномерно.

    Решение:

    ЭДС самоиндукции:

    Индуктивность соленоида: L=μ μ 0n2lS, где

    Ответ: .

     

    Задача№2

    Условие:

    в соленоиде сила тока равномерно возрастает от 0 до 100А в течение 2с и при этом индуцируется . Какую энергию накопит поле соленоида в конце возрастания силы тока?

    Решение:

    Ответ: W=100Дж.

     

    Задача №3

    Условие:

    По обмотке соленоида с параметрами: число витков 1000, длина 0, 5м, диаметр 4см течет ток 0, 5А. Определить потокосцепление, энергию, объемную плотность энергии соленоида.

    Решение:

    n=2000;

    H=In=0, 5·2000=1000А/м

    Объемная плотность энергии:

    Потокосцепление:

    Ответ: W=4·10-4Дж; w=0, 63Дж/м3; ψ =1, 6·10-3Вб.

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Действие работников при возникновении пожара на локомотиве. | 




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.