Для решения задачи на расчет индуктивности катушки используем закон электромагнитной индукции и формулу для самоиндукции.
Сначала введем основные формулы:
Закон Фарадея для электромагнитной индукции гласит, что ЭДС индукции в контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через контур:
[
\mathcal{E} = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}
]
где ( \mathcal{E} ) — электродвижущая сила (ЭДС), ( N ) — количество витков, ( \Delta \Phi ) — изменение магнитного потока, ( \Delta t ) — время, за которое происходит изменение потока.
Связь ЭДС индукции с током и индуктивностью:
[
\mathcal{E} = L \frac{\Delta I}{\Delta t}
]
где ( L ) — индуктивность катушки, ( \Delta I ) — изменение тока.
Из этих двух формул можно выразить индуктивность:
[
L = \frac{N \Delta \Phi}{\Delta I}
]
Теперь подставим данные из условия задачи:
- ( N = 1000 ) витков,
- ( \Delta \Phi = 0.002 ) Вб (вебер),
- ( \Delta I = 20 А - 4 А = 16 А ).
Подставляя значения, получаем:
[
L = \frac{1000 \times 0.002}{16} = \frac{0.002}{0.016} = 0.125 \text{ Генри (Гн)}
]
Таким образом, индуктивность катушки составляет 0.125 Генри.