Вопрос:

На рисунке показана зависимость силы тока от времени в электрической цепи с индуктивностью 1 мГн. Установите последовательность временных интервалов продолжительностью 5 с каждый в порядке возрастания модуля ЭДС самоиндукции, возникающей в цепи в соответствующем интервале времени.

Ответ:

Решение:

ЭДС самоиндукции в цепи рассчитывается по формуле: \( \mathcal{E}_{СИ} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t} \).

Модуль ЭДС самоиндукции: \( |\mathcal{E}_{СИ}| = L \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| \).

В данном случае \( L = 1 \) мГн. Значит, \( |\mathcal{E}_{СИ}| \) пропорционален скорости изменения силы тока \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| \).

Рассмотрим каждый интервал:

  1. Интервал 0–5 с: \( \Delta I = 30 - 0 = 30 \) мА, \( \Delta t = 5 \) с. \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \frac{30}{5} = 6 \) мА/с.
  2. Интервал 5–10 с: \( \Delta I = 20 - 30 = -10 \) мА, \( \Delta t = 5 \) с. \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \frac{|-10|}{5} = 2 \) мА/с.
  3. Интервал 10–15 с: \( \Delta I = 20 - 20 = 0 \) мА, \( \Delta t = 5 \) с. \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \frac{0}{5} = 0 \) мА/с.
  4. Интервал 15–20 с: \( \Delta I = 0 - 20 = -20 \) мА, \( \Delta t = 5 \) с. \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \frac{|-20|}{5} = 4 \) мА/с.

Теперь упорядочим интервалы по возрастанию модуля ЭДС самоиндукции (то есть по возрастанию \( \left| \frac{\Delta I}{\Delta t} \right| \)):

  1. 10–15 с (0 мА/с)
  2. 15–20 с (4 мА/с)
  3. 5–10 с (2 мА/с)
  4. 0–5 с (6 мА/с)

Ответ: 10–15, 15–20, 5–10, 0–5.