Задание №21 — Самоиндукция. Энергия магнитного поля
Параллельно катушке индуктивности L с малым активным сопротивлением включена лампа накаливания (см. рисунок а). Яркость свечения лампы прямо пропорциональна напряжению на ней. На рисунке б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампы от времени. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали.
 |
 |
 |
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
1) Поскольку лампа и катушка индуктивности подключены параллельно, значения напряжения на этих элементах совпадают.
2) Исходя из условия, активным сопротивлением R катушки можно пренебречь. В соответствии с законом Ома для участка цепи, падение напряжения на сопротивлении будет близко к нулю. Таким образом, разность потенциалов на выводах катушки определяется возникающей в ней ЭДС самоиндукции.
3) В период времени t < t0 ток в цепи катушки варьируется линейно. Величина ЭДС самоиндукции вычисляется как Так как напряжение на лампе эквивалентно ЭДС самоиндукции, оно остается неизменным. Следовательно, интенсивность свечения лампы в данном временном промежутке будет стабильной.
4) В момент времени t > t0 ток через катушку перестает меняться, то есть Это приводит к тому, что ЭДС самоиндукции, а вместе с ней и напряжение на лампе, становятся равными нулю. В этот период лампа гаснет.
5) Вид зависимости яркости лампы от времени показан на графике ниже.
Источник: ФИПИ