Магнітне поле являє собою один з видів матерії, який може робити силовий вплив на інші поля або деякі види речовини. Це означає, що магнітне поле має енергію, за допомогою якої і виконує роботу, впливаючи на тіла. Цю енергію можна розрахувати, знаючи характеристики магнітного поля.
Вам знадобиться
- - тестер;
- - джерело змінного і постійного струму;
- - калькулятор.
Інструкція
1. Розрахуйте енергію магнітного поля, яке утворюється в котушці з струмом. Для цього підключіть її до джерела постійного струму і за допомогою тестера виміріть його силу в амперах. Визначте індуктивність котушки. Вона залежить від її геометричних розмірів і магнітних властивостей речовини, яка знаходиться в ній. Щоб досягти найбільших показників індуктивності, беріть котушки з залізними сердечниками. Індуктивність котушки в Гн, як правило, вказується на ній.
2. Якщо індуктивність котушки невідома, вимірюйте її самостійно. Для цього приєднайте її до джерела змінного струму з відомою частотою. За допомогою тестера виміряйте напругу і силу струму в котушці. Визначте значення індуктивності L, поділивши значення напруги U на число 6,28, частоту змінного струму f і силу струму: I, L=U/(6,28•f•I). Значення індуктивності отримаєте в Генрі.
3. Після зміни індуктивності котушки і сили струму в ній розрахуйте значення енергії магнітного поля. Для цього індуктивність L помножте на силу струму I, зведену в квадрат. Результат поділіть на число 2: W=L•I²/2. Результат отримаєте в Джоулях.
4. Наприклад, якщо по котушці індуктивністю 3 мГн протікає струм 4 А, то енергія магнітного поля в ній розраховується за формулою W = L • I /2 = 3 • 10 (-3) • 4 (2 )/2 = 24 (-3) = 24 мДж. Попередньо переведіть значення індуктивності з мГн в Гн.
5. Розрахуйте енергію магнітного поля по магнітному потоку, який утворюється струмом, що протікає по котушці індуктивності. Для цього значення магнітного потоку Ф у веберах помножте на силу струму, яка вимірюється в котушці I, підключеній до джерела постійного струму за допомогою тестера, і поділіть результат на число 2: W = Ф • I/2. Результат буде отриманий в Джоулях. Наприклад, при магнітному потоці 0,5 СБ і силі струму 6 А енергія магнітного поля в котушці дорівнюватиме W = 0,5 • 6/2 = 1,5 Дж.