磁场的能量磁场能量密度.ppt
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1、1,12.4 磁场的能量,2,线圈中的能量,是由于在建立电流的过程中,外界克服自感电动势作功。,与电容器充电后能储存一定的电能相类似,在一个线圈中通有一定的电流时,它就储存着一定的能量。,一、自感磁能,开关迅速断开时,灯泡并不立即熄灭,经过一定时间才熄灭。,能量来源于线圈。,3,自感线圈磁能,由欧姆定律:,4,当电路中电流从 0 增加到稳定值 I0 时,电路附近的空间逐渐建立起一定强度的磁场,磁场具有能量。,自感线圈磁能,所以电源反抗自感电动势所做的功,就在建立磁场的过程中转化为磁场的能量。,这个能量并未消耗,一旦条件许可就能释放出来,转变为其它形式的能量。,自感线圈也是一个储能元件,自感系数
2、反映线圈储能的本领。,5,磁场能量密度:,磁场能量:,自感线圈磁能:,二、磁场的能量,以长直螺线管为例:,6,磁场能量密度:,普遍成立。,由能量密度计算任意一个磁场的能量:,1)先确定体积元内的磁场能量:,2)再计算体积V 体内的磁场能量:,(积分应遍及磁场存在的全空间。),载流线圈的磁场能量可以用公式,,说明:,也可以用磁场能量密度公式对空间求积分计算。,7,例:一根长直同轴电缆由两个同轴薄圆筒构成,其半径分别为 R1 和 R2,流有大小相等、方向相反的轴向电流 I,两筒间为真空。求:电缆单位长度内所储存的磁能。,解:,(R1 r R2),也可用 计算。,8,例:如图同轴电缆,中间充以磁介质,芯线与圆筒上的电流大小相等、方向相反。已知,求:单位长度同轴电缆的磁能和自感。设金属芯线内的磁场可略。,解:由安培环路定律可求 H,则,9,单位长度壳层体积:,
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- 磁场 能量 密度
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