Давайте разберем каждый вопрос по отдельности.
1) ЭДС самоиндукции при уменьшении силы тока:
Для катушки с индуктивностью ( L ) и изменяющейся силой тока ( I ), ЭДС самоиндукции ( \mathcal{E} ) определяется по формуле:
[
\mathcal{E} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t}
]
Где:
- ( L = 2 ) Гн — индуктивность катушки.
- ( \Delta I = I{\text{final}} - I{\text{initial}} = 0 - 6 = -6 ) А — изменение силы тока.
- ( \Delta t = 0.05 ) с — время изменения тока.
Подставляя значения, получаем:
[
\mathcal{E} = -2 \times \frac{-6}{0.05} = 240 \text{ В}
]
ЭДС самоиндукции составляет 240 В.
2) Скорость изменения силы тока при заданной ЭДС:
Используем ту же формулу для ЭДС самоиндукции:
[
\mathcal{E} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t}
]
Из этой формулы выразим скорость изменения силы тока:
[
\frac{\Delta I}{\Delta t} = -\frac{\mathcal{E}}{L}
]
Где:
- ( \mathcal{E} = 100 ) В
- ( L = 4 ) Гн
Подставляя значения, получаем:
[
\frac{\Delta I}{\Delta t} = -\frac{100}{4} = -25 \text{ А/с}
]
Скорость изменения силы тока равна -25 А/с (отрицательный знак указывает на уменьшение тока).
3) Энергия магнитного поля катушки:
Энергия магнитного поля ( W ) в катушке рассчитывается по формуле:
[
W = \frac{1}{2} L I^2
]
Где:
- ( L = 0.04 ) Гн
- ( I = 1.5 ) А
Подставляя значения, получаем:
[
W = \frac{1}{2} \times 0.04 \times (1.5)^2 = 0.5 \times 0.04 \times 2.25 = 0.045 \text{ Дж}
]
Энергия магнитного поля катушки составляет 0.045 Дж.