12.5磁场的能量磁场能量密度.pptVIP

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* 第12章 电磁感应 12.4 磁场的能量 * 12.4 磁场的能量   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。 自感线圈磁能 回路电阻所放出的焦耳热 电源作功 电源反抗自感电动势作的功 由欧姆定律: 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,自感系数反映线圈储能的本领。 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: 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。 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。 I I R1 R2 1 dr r

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