Замкнутый соленоид с железным сердечником длиной 150 см и сечением 20 см2 содержит 1200 витков. Определить энергию магнитного поля соленоида, если по нему проходит ток 1 А. Магнитная проницаемость железа 1400.

ответ: 1,69 Дж

Объяснение:

Дано:

l = 150см =1,5м

S = 20см^2 = 2*10^–3м^2;

N=1200 витков;    

I = 1A,

μ= 1400.

W-?

Энергию магнитного поля соленоида можно определить по формуле:

W = L*I^2/2

где I – сила тока, проходящего по соленоиду; L – индуктивность соленоида.

Индуктивность соленоида определяется формулой:

L = μ*μo*n^2*V

где  μo – магнитная постоянная, рав-ная 4*π*10^–7Гн/м, n – число витков на единицу длины,

n = N/l

V – объем сердечника V=S*l                

Находим энергию магнитного поля соленоида:    

W = μ*μo*(N/l)^2*S*l*I^2/2 = μ*μo*(N)^2*S*I^2/(2*l)                                            

W= (1400* 4*3,14*10^–7Гн/м * 144* 10^4 *2*10^–3м^2 *1А^2 )/(2 * 1,5м) = 1,69Дж.

f=mg=2кг*9.8н/кг =20нсила тяжести

fa=rgv=1000 кг/м3*9.8н/кг*0.01м3=100н сила архимеда

f=fa-fтяж=100н-20н=80н сила которая нужна чтоб удержать пояс

e=hc/л

л=hc/e=6.6*10(-34)дж\с*3*10(8)м/с/2.8*10(-19)дж=7.07*10(-7)м=7мкм