存储在磁场中的能量

磁场可以是永磁体或电磁铁。两个磁场都存储一些能量。永久磁铁总是创造磁通量它不会因其他外部因素而异。但电磁铁基于多少创建其可变磁场当前的它携带。该电磁铁的尺寸负责产生磁场的强度,从而产生存储在该电磁铁中的能量。
首先,我们考虑磁场是由于电磁铁I.。一个没有的线圈。转。这个线圈或者电感器当它连接时携带电流i电池或者电压源通过开关。
存储在磁场中的能量
假设电池电压是V伏,电感值是L亨利,电流我将以稳态流动。

当开关打开时,电流将从零流到其稳定值。但由于自我感应,出现感应电压

这e始终符合电流变化率的相反方向。
存储在磁场中的能量
通过这个电感器的电流所做的功或能量是U。
由于电流从其零值开始并流向诱导的EMF E,因此能量将逐渐从零值逐渐增长到U.
du = w.dt,其中w是小功率,w = - e.i
因此,存储在电感器中的能量由

现在将能量与0集成到最终值。

再次,
根据线圈的尺寸,其中n是线圈的匝数,a是线圈的有效横截面积,L是线圈的有效长度。
再次,
其中,H是磁化力,n是线圈的匝数,L是线圈的有效长度。

现在将L和I的表达放在U的等式中,我们得到了新的表达I.E.

因此,可以从其尺寸和磁通密度计算导体中的存储能量。
现在让我们开始讨论由于永磁体由于永磁体而储存在磁场中的能量。

总计助势流过磁铁横截面积A是φ。
然后我们可以编写φ= B.A,其中B是磁通密度。
现在这个助焊φ是两种类型,(a)φR.这是磁铁的倒置通量和(b)φD.这是消磁通量。
所以,
根据磁通量守恒定律。

再次,BD.=μ。h,这里h是磁通量强度。
现在MMF或MagnetO动力可以从磁铁的H和尺寸计算。

其中L是两极之间有效距离。

存储在磁场中的能量
现在计算能源,我们必须先进入愿意磁通量路径。
用于退磁的磁铁的内部磁阻路径表示为rm

现在W.m,能量存储在磁铁的内部磁阻中。

现在能量密度

看下面的模型。虚线衬里盒是磁铁和一个磁解路径rL.对于机械负载在磁体上连接。

现在应用节点方程和循环方程,我们得到

现在,如果我们在磁场内进行任何机械工作,那么所需的能量W.

同样,如果我们在永磁体附近放置一个电磁线圈,那么这个线圈就会受到一个力。要移动这个线圈,就要做功。这个能量密度是关于永磁体和线圈磁体的协同能量。永磁体的磁化磁通强度为H,线圈的磁化磁通强度为HC
这种合作能力表示为

其中,B是永磁体附近的线圈位置处的磁通密度。

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