磁場能量

磁場能量

當線圈中通有電流時,線圈中就要儲存磁場能量,通過線圈的電流越大,線圈越多,儲存的能量就越多;在通有相同電流的線圈中,電感越大的線圈,儲存的能量越多,因此線圈的電感也反映了它儲存磁場能量的能力。

技術原理

磁場能量 磁場能量

電感線圈也是一個儲能元件,經過高等數學推導,線圈中儲存的磁場能量為: 該式表明磁場能量只與迴路電流最終狀態有關,與電流建立的過程無關。

主要特點

與電場能量相比,磁場能量和電場能量有許多相同的特點:

(1) 磁場能量和電場能量在電路中的轉化都是可逆的。例如,隨著電流的增大,線圈的磁場增強,儲入的磁場能量增多;隨著電流的減小,磁場減弱,磁場能量通過電磁感應的作用,又轉化為電能。因此,線圈和電容器一樣是儲能元件,而不是電阻類的耗能元件。

(2) 磁場能量的計算公式,在形式上與電場能量的計算公式相同。

磁場中是存儲著能量的,這個能量密度就是B.B/2μ,(μ為磁導率)。整個磁場的總能量就是能量密度在整個空間中的積分。由於鐵塊的磁導率非常大,所以鐵塊內部的磁場能量遠遠低於真空中的磁場能量。前面說過,只有非勻磁場才能吸引鐵塊,鐵塊總是從磁場弱的地方被吸引到磁場強的地方。當鐵塊被吸引的時候,隨著它靠近磁鐵,它內部磁場能量比真空磁場降低的就越多。也就是說,鐵塊越靠近磁鐵,整個磁場的能量就會越低。磁場損失的能量恰恰等於它吸引鐵塊而做的功。這個能量守恆的標準解答就是:磁場的能量轉化為鐵塊的動能、勢能。

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