Изобразите на схеме направления ЭДС, тока и силы Ампера при движении проводника в магнитном поле. Определите
Изобразите на схеме направления ЭДС, тока и силы Ампера при движении проводника в магнитном поле. Определите ЭДС индукции, возникающую в проводнике, при его движении со скоростью 10 м/с в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл, перпендикулярно силовым линиям поля. Вычислите силу тока, проходящего через проводник, при подключении к нему лампы сопротивлением 4,5 Ом. Определите также силу, действующую на проводник со стороны магнитного поля. Рассчитайте электромагнитную, механическую и электрическую мощность потерь, а также полезную мощность. Опишите, какую электрическую машину представляет этот проводник и где такие машины можно найти.
Kosmicheskiy_Astronom 68
Изобразим на схеме направления ЭДС (Электродвижущая сила), тока и силы Ампера при движении проводника в магнитном поле.При движении проводника со скоростью \(v = 10 \, \text{м/с}\) в магнитном поле с индукцией \(B = 0.2 \, \text{Тл}\), перпендикулярной силовым линиям поля, электродвижущая сила (ЭДС) индукции, возникающая в проводнике, определяется по формуле:
\[E = Blv\]
где:
\(E\) - ЭДС индукции,
\(B\) - индукция магнитного поля,
\(l\) - длина проводника, находящегося в магнитном поле,
\(v\) - скорость движения проводника.
Так как проводник движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то угол между направлением движения проводника и силовыми линиями равен 90 градусам, и мы можем пренебречь знаком минус в формуле.
Для вычисления ЭДС индукции, подставим значения в формулу:
\[E = 0.2 \, \text{Тл} \times 10 \, \text{м/с} \times l\]
По условию задачи длина проводника не указана, поэтому необходимо дополнительное уточнение или предположение для полного решения задачи.
Далее, для определения силы тока \((I)\) в проводнике, можно воспользоваться законом Ома:
\[I = \frac{U}{R}\]
где:
\(U\) - напряжение (ЭДС),
\(R\) - сопротивление проводника.
По условию задачи, подключена лампа сопротивлением \(R = 4.5 \, \text{Ом}\), поэтому сила тока вычисляется следующим образом:
\[I = \frac{E}{R}\]
Подставим значение ЭДС, рассчитанное ранее, и сопротивление:
\[I = \frac{0.2 \, \text{Тл} \times 10 \, \text{м/с} \times l}{4.5 \, \text{Ом}}\]
Для расчета силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля, используем формулу силы Лоренца:
\[F = BIl\]
где:
\(F\) - сила, действующая на проводник,
\(B\) - индукция магнитного поля,
\(I\) - сила тока в проводнике,
\(l\) - длина проводника в магнитном поле.
Подставим значения:
\[F = 0.2 \, \text{Тл} \times \left(\frac{0.2 \, \text{Тл} \times 10 \, \text{м/с} \times l}{4.5 \, \text{Ом}}\right) \times l\]
Теперь рассчитаем электромагнитную, механическую и электрическую мощности потерь, а также полезную мощность: