Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 12898
2020-02-08 
На цилиндрический железный сердечник намотана катушка, ее выводы подключены к источнику переменного напряжения. На оси катушки расположен виток в форме квадрата размером $d \times d$, сделанный из тонкого провода с очень высоким сопротивлением; плоскость квадрата перпендикулярна оси. Точно такой же квадрат расположен параллельно первому, но чуть дальше от катушки - расстояние между квадратами составляет $d/8$. Сила тока через "ближний" виток равна $I_{0}$, через "дальний" - чуть
поменьше, а именно $0,98I_{0}$. Витки раздвигают параллельно так, что расстояние между ними составляет теперь $d$ - получаются как бы две противоположные грани куба. Полученный "куб" поворачивают на $90^{ \circ}$, и теперь витки образуют боковые грани куба, параллельные оси катушки, при этом центр системы все время остается на месте. Какие токи текут по виткам в этом случае?
Решение:
При удалении витка от катушки магнитное поле уменьшается - условие задачи позволяет считать, что при удалении на $d/8$ амплитуда падает на 2%. Положим, приближенно, что при удалении на $d$ поле упадет на 16% (у нас нет более разумного способа оценить уменьшение поля - мы ничего не знаем про размеры и положение сердечника катушки, про форму и размеры самой катушки, поэтому будем пользоваться именно такой оценкой). Это означает, что магнитный поток через удаленный виток - мы еще не поворачивали его, а только удалили на большее расстояние - на 16% меньше и эти проценты "ушли вбок" через боковые стенки куба, по 4% через каждую. Ясно, что после поворота витков они становятся как раз этими боковыми витками и поток через них составляет 4% от потока, создающего в витке ток $I_{0}$. Итак, в новом положении витков ток составит $0,04I_{0}$. Заметим, что при решении задачи мы пренебрегли полем самих витков (точнее, их влиянием друг на друга) - витки по условию обладают высоким сопротивлением.
На цилиндрический железный сердечник намотана катушка, ее выводы подключены к источнику переменного напряжения. На оси катушки расположен виток в форме квадрата размером $d \times d$, сделанный из тонкого провода с очень высоким сопротивлением; плоскость квадрата перпендикулярна оси. Точно такой же квадрат расположен параллельно первому, но чуть дальше от катушки - расстояние между квадратами составляет $d/8$. Сила тока через "ближний" виток равна $I_{0}$, через "дальний" - чуть
поменьше, а именно $0,98I_{0}$. Витки раздвигают параллельно так, что расстояние между ними составляет теперь $d$ - получаются как бы две противоположные грани куба. Полученный "куб" поворачивают на $90^{ \circ}$, и теперь витки образуют боковые грани куба, параллельные оси катушки, при этом центр системы все время остается на месте. Какие токи текут по виткам в этом случае?
Решение:
При удалении витка от катушки магнитное поле уменьшается - условие задачи позволяет считать, что при удалении на $d/8$ амплитуда падает на 2%. Положим, приближенно, что при удалении на $d$ поле упадет на 16% (у нас нет более разумного способа оценить уменьшение поля - мы ничего не знаем про размеры и положение сердечника катушки, про форму и размеры самой катушки, поэтому будем пользоваться именно такой оценкой). Это означает, что магнитный поток через удаленный виток - мы еще не поворачивали его, а только удалили на большее расстояние - на 16% меньше и эти проценты "ушли вбок" через боковые стенки куба, по 4% через каждую. Ясно, что после поворота витков они становятся как раз этими боковыми витками и поток через них составляет 4% от потока, создающего в витке ток $I_{0}$. Итак, в новом положении витков ток составит $0,04I_{0}$. Заметим, что при решении задачи мы пренебрегли полем самих витков (точнее, их влиянием друг на друга) - витки по условию обладают высоким сопротивлением.
