Головна

Магнітна енергія контурів зі струмом

  1.  Схема синтаксичного розбор багатокомпонентного
  2.  Q. Люди можуть подумати, що ця цілюща енергія доступна лише обраним, що їй не можна навчитися.
  3.  Аналіз електричних мереж за небезпекою ураження струмом
  4.  Асана ЯК пранічному ЕНЕРГІЯ
  5.  Атомна енергія
  6.  Вектор індукції магнітно поля. Магнітний момент контуру зі струмом
  7.  ВИДИ УДАРУ СТРУМОМ: ТЕРМІЧНЕ, ЕЛЕКТРИЧНЕ, Біологічна І МЕХАНІЧНА

Магнітне поле, подібно до електричного, є носієм енергії. Магнітна енергія контуру зі струмом з'являється в період становлення струму за рахунок роботи джерела струму проти е.р.с. самоіндукції, тому зміна магнітної енергії dWМ дорівнює роботі сил джерела струму dА:

де  - Е.р.с., що розвивається джерелом струму для компенсації е.р.с. самоіндукції, тобто

В результаті отримаємо

 або

Отже, для енергії магнітного поля, пов'язаного з контуром, можна записати (з урахуванням співвідношення  ) Три еквівалентних вираження

 (16.1)

Можна показати, що повна магнітна енергія системи двох контурів, між якими є магнітна зв'язок, виражається формулою

 (16.2)

Тут перше і друге складова дають власну енергію першого і другого контурів, відповідно, а третій доданок - взаємна енергія контурів.

16.2. Енергія магнітного поля.
 Щільність магнітної енергії

Виникає питання про те, де локалізована енергія  контуру зі струмом. Ця енергія не змінюється, якщо не змінюється струм в даному контурі, однак її не можна порівняти безпосередньо з кінетичної енергією руху електронів в контурі, оскільки контур з іншого индуктивностью при тому ж струмі матиме іншу енергію.

Дослідження властивостей змінних магнітних полів показало, що енергія магнітного поля локалізована в просторі. Енергія елемента обсягу dV поля дорівнює

 (16.3)

де - щільність енергії магнітного поля, тобто енергія одиниці об'єму магнітного поля.

Для обчислення цієї характеристики розглянемо найпростіший випадок однорідного поля всередині довгого соленоїда. Підставивши в формулу (16.1) вираз (15.11), отримаємо магнітну енергію поля соленоїда

 (16.4)

Оскільки індукція магнітного поля всередині такого соленоїда дорівнює

 (16.5)

то, підставивши (16.5) в (16.4), отримаємо

 (16.6)

оскільки твір l ? S=V -Обсяг однорідного магнітного поля соленоїда, то з зіставлення формул (16.6) і (16.3), з урахуванням формули =  , Отримаємо для об'ємної щільності магнітної енергії три еквівалентних формули:

 (16.7)

Виведені для випадку однорідного поля ці вирази залишаються справедливими і для неоднорідних полів.

У електростатики були отримані аналогічні формули для об'ємної щільності енергії електричного поля (§ 3):

При наявності в просторі і електричного і магнітного поля об'ємна щільність енергії дорівнює

Знаючи щільність енергії поля в кожній точці, можна знайти енергію поля, укладену в будь-якому обсязі V. Для цього треба обчислити інтеграл:


 Явище взаємної індукції (взаємоіндукції) полягає в наведенні е.р.с. індукції у всіх провідниках, що знаходяться поблизу ланцюга змінного струму. |  Узагальнення закону електромагнітної індукції. Перше рівняння Максвелла


 електродинамічна система |  Явище електромагнітної індукції. Закон Фарадея. правило Ленца |  Якщо потоки, що пронизують витки, однакові, то |  Генератор змінного струму |  Генератор постійного струму і електродвигун |  Самоіндукцією називається явище виникнення е.р.с індукції в електричному ланцюзі внаслідок зміни в ній електричного струму. |  Потокосцепление самоіндукції такого соленоїда |  Приклад 2. Індуктивність двопровідної лінії. |  Токи при розмиканні і замиканні ланцюга |  Природа е.р.с. індукції |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати