Tenaga induktif

Tenaga induktor (W) ialah tenaga medan magnet yang dihasilkan oleh arus elektrik I yang mengalir melalui wayar gegelung ini. Ciri utama gegelung ialah kearuhannya L, iaitu keupayaan untuk mencipta medan magnet apabila arus elektrik melalui konduktornya. Setiap gegelung mempunyai kearuhan dan bentuknya sendiri, oleh itu medan magnet bagi setiap gegelung akan berbeza dalam magnitud dan arah, walaupun arusnya mungkin betul-betul sama.

Bergantung pada geometri gegelung tertentu, pada sifat magnetik medium di dalam dan di sekelilingnya, medan magnet yang dicipta oleh arus yang dihantar pada setiap titik yang dipertimbangkan akan mempunyai induksi B tertentu, serta magnitud fluks magnet Ф - juga akan ditentukan untuk setiap kawasan yang dipertimbangkan S.

Jika kita cuba menerangkannya secara ringkas, maka induksi menunjukkan keamatan tindakan magnetik (berkaitan dengan kuasa ampere), yang mampu mengenakan medan magnet tertentu pada konduktor pembawa arus yang diletakkan dalam medan itu, dan fluks magnet bermaksud bagaimana aruhan magnet diagihkan ke atas permukaan yang sedang dipertimbangkan.Oleh itu, tenaga medan magnet gegelung dengan arus disetempatkan bukan secara langsung dalam lilitan gegelung, tetapi dalam jumlah ruang di mana medan magnet wujud, yang dikaitkan dengan arus gegelung.

Hakikat bahawa medan magnet gegelung semasa mempunyai tenaga sebenar boleh ditemui secara eksperimen. Mari kita susun litar di mana kita menyambungkan lampu pijar selari dengan gegelung teras besi. Mari kita gunakan voltan malar dari sumber kuasa ke gegelung mentol. Arus akan segera diwujudkan dalam litar beban, ia akan mengalir melalui mentol dan melalui gegelung. Arus yang melalui mentol akan berkadar songsang dengan rintangan filamennya, dan arus yang melalui gegelung akan berkadar songsang dengan rintangan wayar yang ia dililit.

Jika anda kini tiba-tiba membuka suis antara sumber kuasa dan litar beban, mentol akan bertukar seketika, tetapi agak ketara. Ini bermakna apabila kita mematikan sumber kuasa, arus dari gegelung bergegas ke lampu, yang bermaksud bahawa dalam gegelung terdapat arus ini, ia mempunyai medan magnet di sekelilingnya, dan pada masa ini apabila medan magnet hilang, EMF muncul dalam gegelung.

EMF teraruh ini dipanggil EMF teraruh sendiri kerana ia diarahkan oleh medan magnet gegelung sendiri dengan arus pada gegelung itu sendiri. Kesan haba Q arus dalam kes ini boleh dinyatakan dengan hasil darab nilai arus yang dipasang dalam gegelung pada saat membuka suis, rintangan R litar (gegelung dan wayar lampu ) dan tempoh masa hilang semasa t.Voltan yang dibangunkan merentasi rintangan litar boleh dinyatakan dari segi kearuhan L, impedans litar R dan juga mengambil kira masa kehilangan dt semasa.

Sekarang mari kita gunakan ungkapan untuk tenaga gegelung W pada kes tertentu—solenoid dengan teras yang mempunyai kebolehtelapan magnet tertentu yang berbeza daripada kebolehtelapan magnet vakum.

Sebagai permulaan, kami menyatakan fluks magnet F melalui luas keratan rentas S solenoid, bilangan lilitan N dan aruhan magnet B sepanjang keseluruhan panjang l. Mari kita merekodkan induktansi B terlebih dahulu melalui arus gelung I, bilangan gelung per unit panjang n, dan kebolehtelapan magnet vakum.

Mari kita gantikan di sini isipadu solenoid V. Kami telah menemui formula untuk tenaga magnet W, dan kami dibenarkan untuk mengambil daripada itu nilai w—ketumpatan isipadu tenaga magnet di dalam solenoid.

James Clerk Maxwell pernah menunjukkan bahawa ungkapan untuk ketumpatan isipadu tenaga magnet adalah benar bukan hanya untuk solenoid, tetapi juga untuk medan magnet secara umum.