电磁场理论课件-5.10 磁场能量.pdfVIP

5.10 磁场能量 已知穿过闭合回路的磁通发生变化时，在回路中产 生感应电动势，因而回路中产生感应电流。此时，产生 电流所需的能量是由外部磁场提供的。 若在回路中加入外源，回路中产生电流。在电流建 立过程中，回路中产生的反磁通企图阻碍电流增长，为 了克服反磁通产生的反电动势，以维持电流达到一定数 值，外源必须作功。若电流变化非常缓慢，可以不考虑 辐射损失，则外源输出的能量全部储藏在回路电流周围 的磁场中。 上述能量转换说明了磁场可在回路中产生电流，而 外源又可向磁场提供能量。由此可见，磁场具有能量。 根据外源在建立磁场过程中作的功即可计算磁场能量。 1 5.10 磁场能量 一、磁场能量 1.单导线回路的磁场能量 考虑一个电感为L的导线回路中的电流i从0→I的过 程中外源的作功情况。 设在某时刻t，导线回路的电流为i，在t～t+dt内， 使电流增加di，导线回路的磁链增加 d Ldi 回路产生的感应电动势为 d di   L dt dt  企图阻碍电流增加，因此要使回路在dt时间内的电流 增加di，必须在回路中施加电压 di U  L 抵消电动势，使电流增加. dt 2 5.10 磁场能量 在dt时间内外源就要对导线回路作功 di dA Uidt ()idt L idt Lidi dt 电流i从0→I的过程中，外源对电路作功为 I 1 2 A dA 0 Lidi 2 LI 由于在作功过程中，没有其它能量损耗，外源作的功全 部转化为磁场能量，即磁场能量为 1 2 W LI m 2  LI ，所以单导线回路的磁场能量为 1 W I m 2 3 5.10 磁场能量 2.两个载流回路的磁场能量 通过电流建立过程分析两个载流回路的磁场能量。 两载流回路分别为l ,l ，自感分别为L ,L ，互感为M， 1 2 1 2 电流为I ,I ，分两步建立电流产生的磁场。 1 2 1.使回路l 的电流i 从0→I ，维持回路l 的电流i =0 1 1 1 2 2 2.