Kurze Spule mit N=10 Windungen und Durchmesser d

Betrachten wir eine kurze Spule mit N=10 Windungen und einem Durchmesser d=4,0 cm. Sie befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld, dessen Induktion B=0,020 Tesla beträgt. Die Spulenachse verläuft parallel zu den Feldlinien. Der Spulenwiderstand beträgt R=10,0 Ohm. Es muss bestimmt werden, wie viel Ladung durch die Spule fließt, wenn sie um 90 Grad gedreht wird. Um das Problem zu lösen, verwenden wir die Formel zur Bestimmung der durch einen Leiter fließenden Ladung: Q = I * t, wobei Q die Ladung, I der Strom und t die Zeit ist. Um die Stromstärke zu bestimmen, verwenden wir das Einstein-Lenz-Gesetz: ε = -dΦ/dt, wobei ε der DS der Induktion ist, Φ der magnetische Fluss, der durch die vom Leiter begrenzte Oberfläche fließt. In diesem Fall ist die vom Leiter begrenzte Fläche gleich S = π * (d/2)^2 * N = 0,0025 m^2. Der magnetische Fluss durch die Oberfläche ist gleich: Φ = B * S * cos(α), wobei α der Winkel zwischen der Richtung des Magnetfelds und der Normalen zur Oberfläche des Leiters ist, in diesem Fall 90 Grad . Somit ist der magnetische Fluss gleich: Φ = B * S * cos(90°) = 0. Daher ist der Induktionsgleichstrom auch gleich 0: ε = -dΦ/dt = 0. Daher ist der Strom, der durch fließt Spule ist ebenfalls 0: I = ε / R = 0. Daher ist die Ladung, die durch die Spule fließt, wenn sie um 90 Grad gedreht wird, ebenfalls 0.

Produktbeschreibung: Kurze Rolle

Die Kurzspule ist ein digitales Produkt für Bildungszwecke und Forschung im Bereich Elektrizität und Magnetismus.

Die Spule enthält N=10 Windungen mit einem Durchmesser d=4,0 cm und hat einen Widerstand R=10,0 Ohm. Sie befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld, dessen Induktion B = 0,020 T beträgt, und die Achse der Spule verläuft parallel zu den Feldlinien.

Bei diesem Produkt handelt es sich um eine elektronische Version der Spule, die in verschiedenen Simulationen und virtuellen Laboren verwendet werden kann. Es ermöglicht Ihnen, mit elektrischen Schaltkreisen zu experimentieren und verschiedene Phänomene im Zusammenhang mit Magnetismus und Elektromagnetismus zu erforschen.

Die Kurzspule ist ein nützliches und praktisches Werkzeug für Studenten, Lehrer und Forscher in den Bereichen Physik und Elektrotechnik.

Eine kurze Spule mit N=10 Windungen und einem Durchmesser von d=4,0 cm ist ein digitales Produkt, das für Bildungszwecke und für die Forschung im Bereich Elektrizität und Magnetismus verwendet werden kann. Die Spule befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit der Induktion B = 0,020 T und ihre Achse verläuft parallel zu den Feldlinien. Der Spulenwiderstand beträgt R=10,0 Ohm.

Um die Ladung zu bestimmen, die durch die Spule fließt, wenn sie um 90 Grad gedreht wird, verwenden wir das Einstein-Lenz-Gesetz und die Formel zur Bestimmung der durch den Leiter fließenden Ladung.

Nach dem Jenstein-Lenz-Gesetz ist die durch eine Änderung des magnetischen Flusses verursachte elektromotorische Kraft ε entgegengesetzt zur Richtung der Flussänderung. Wenn in diesem Fall die Spule um 90 Grad gedreht wird, ändert sich der magnetische Fluss durch sie. Da der magnetische Fluss jedoch 0 ist, ist die Flussänderung ebenfalls 0 und daher ist die elektromotorische Kraft ε 0.

Gemäß der Formel zur Bestimmung der durch einen Leiter fließenden Ladung gilt außerdem Q = I * t, wobei Q die Ladung, I der Strom und t die Zeit ist. Die durch die Spule fließende Ladung ist ebenfalls 0, da der Strom I ist 0.

Wenn die Spule also um 90 Grad gedreht wird, ist die durch sie fließende Ladung 0.

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Gegeben sei eine kurze Spule mit N=10 Windungen, einem Durchmesser d=4,0 cm und einem Widerstand R=10,0 Ohm. Die Spule befindet sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld, dessen Induktion B = 0,020 Tesla beträgt. Die Spulenachse verläuft parallel zu den Feldlinien.

Um die Ladung zu ermitteln, die durch die Spule fließt, wenn sie um 90 Grad gedreht wird, verwenden wir das Faradaysche Gesetz:

?DS der Induktion E = -dФ/dt,

Dabei ist E die elektromotorische Kraft, dФ die Änderung des durch die Spule fließenden Magnetflusses und dt die Zeit der Änderung des Magnetflusses.

Da die Achse der Spule parallel zu den Feldlinien verläuft, kann der durch die Spule fließende Magnetfluss durch die Magnetfeldinduktion, die von der Spule abgedeckte Fläche des Stromkreises und die Anzahl der Windungen ausgedrückt werden:

Ф = BSN,

wobei S die Fläche der von der Spule abgedeckten Kontur ist.

Wenn die Spule um 90 Grad gedreht wird, ändert sich die Fläche der von der Spule abgedeckten Kontur um dS = pi*d^2/4. Somit ist die Änderung des magnetischen Flusses gleich:

dФ = BdSN = piBd^2*N/4.

Die Zeit der Änderung des magnetischen Flusses kann als die Zeit geschätzt werden, die erforderlich ist, um die Spule um 90 Grad zu drehen, d. h. t = pi/2*sqrt(d^2/2)/v, wobei v die Rotationsgeschwindigkeit der Spule ist.

Dann ist die durch die Spule fließende Ladung gleich:

Q = ER = (-dФ/dt)R = -piBd^2NR/(8*sqrt(d^2/2)*v).

Beachten Sie, dass das Minuszeichen in der Formel bedeutet, dass die Richtung des durch die Spule fließenden Stroms der Richtung der Änderung des Magnetflusses entgegengesetzt ist.

Um die Ladung zu ermitteln, die durch die Spule fließt, wenn sie um 90 Grad gedreht wird, ist es daher notwendig, die bekannten Werte in die abgeleitete Formel einzusetzen und diese zu lösen.

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