Формулы по физике 11 класс: энергия магнитного поля

Энергия магнитного поля — это энергия, запасённая в магнитном поле катушки с током. Основная формула темы позволяет рассчитать энергию магнитного поля через индуктивность катушки и силу протекающего через неё тока.

Формулы: энергия магнитного поля

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Энергия магнитного поля катушки с током	W_м = L·I²/2	W_м — энергия магнитного поля катушки, Дж L — индуктивность катушки, Гн I — сила тока в катушке, А
Индуктивность через энергию магнитного поля и силу тока	L = 2·W_м/I²	L — индуктивность катушки, Гн W_м — энергия магнитного поля катушки, Дж I — сила тока в катушке, А
Сила тока через энергию магнитного поля и индуктивность	I = √(2·W_м/L)	I — сила тока в катушке, А W_м — энергия магнитного поля катушки, Дж L — индуктивность катушки, Гн

Когда какую формулу применять

Формулу W_м = L·I²/2 применяют, если известны индуктивность катушки и сила тока, чтобы найти энергию магнитного поля.
Формулу L = 2·W_м/I² используют для определения индуктивности, если известны энергия поля и сила тока.
Формулу I = √(2·W_м/L) применяют для нахождения силы тока по энергии магнитного поля и индуктивности.
Индуктивность необходимо подставлять в генри (Гн), силу тока — в амперах (А), энергию — в джоулях (Дж).
Не путайте энергию магнитного поля с энергией электрического поля конденсатора: для катушки используется индуктивность L, а не электроёмкость C.

Пример решения задачи

Индуктивность катушки равна 0,4 Гн, а сила тока в ней составляет 5 А. Определите энергию магнитного поля катушки.

Дано:

L = 0,4 Гн

I = 5 А

W_м — ?

Решение:

Энергия магнитного поля катушки определяется по формуле:

W_м = L·I²/2

Подставим значения:

W_м = 0,4·5²/2 = 0,4·25/2 = 10/2 = 5 Дж

Ответ: 5 Дж.