Задача по Физике. Индуктивность синоида длиной 60см и площадью поперечного сечения 4см^2 равна 4*10^-7 Гн. При какой силе тока объёмная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида составит 2*10^-3 Дж/м^3?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество витков в соленоиде.

Длина соленоида L = 60 см = 0.6 м
Площадь поперечного сечения S = 4 см^2 = 410^-4 м^2
Индуктивность соленоида L = 410^-7 Гн
Объемная плотность энергии магнитного поля W = 2*10^-3 Дж/м^3

Индуктивность соленоида можно выразить формулой: L = μ₀ n² S / L, где μ₀ - магнитная постоянная, n - количество витков на единицу длины.

Из этой формулы выразим количество витков на единицу длины n: n = sqrt(L L / (μ₀ S))

n = sqrt(410^-7 / (4π10^-7 4*10^-4)) = 5

Теперь найдем силу тока в соленоиде. Учитывая, что объемная плотность энергии магнитного поля W = (B^2) / (2μ₀), где B - магнитная индукция, можем выразить B:

B = sqrt(2μ₀ W) = sqrt(24π10^-7 210^-3) = 2*10^-2 Тл

Для соленоида сила тока I равна: I = n B = 5 2*10^-2 = 0.1 А

Ответ: Сила тока в соленоиде составит 0.1 А.