La energía almacenada en un campo magnético

El campo magnético puede ser de imán permanente o de electroimán. Ambos campos magnéticos almacenan algo de energía. El imán permanente siempre crea el flujo magnético y no varía en función de los demás factores externos. Pero el electroimán crea sus campos magnéticos variables basados en cuánto actual que lleva. La dimensión de este electroimán es responsable de crear la fuerza del campo magnético y por lo tanto la energía almacenada en este electroimán.
Primero consideramos que el campo magnético se debe a un electroimán, es decir, una bobina de varias vueltas. Esta bobina o inductor está llevando la corriente I cuando se conecta a través de un batería o fuente de tensión a través de un interruptor.
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Supongamos que la batería voltaje es V voltios, el valor del inductor es L Henry, y la corriente I fluirá en estado estable.

Cuando el interruptor está encendido, una corriente fluirá de cero a su valor estable. Pero debido a la autoinducción aparece un voltaje inducido que es
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esta E siempre en la dirección opuesta a la velocidad de cambio de la corriente.
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Ahora aquí la energía o el trabajo realizado debido a esta corriente que pasa a través de este inductor es U.
A medida que la corriente comienza desde su valor cero y fluye contra la emf inducida E, la energía crecerá gradualmente desde el valor cero hasta U.
dU = W.dt, donde W es la pequeña potencia y W = E.I
Así que la energía almacenada en el inductor está dada por
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Ahora integre la energía desde 0 hasta su valor final.
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Otra vez,La energía almacenada en un campo magnéticoLa energía almacenada en un campo magnético
según la dimensión de la bobina, donde N es el número de vueltas de la bobina, A es el área transversal efectiva de la bobina y l es la longitud efectiva de la bobina.
Otra vez,La energía almacenada en un campo magnéticoLa energía almacenada en un campo magnético
Donde, H es la fuerza magnetizadora, N es el número de vueltas de la bobina y l es la longitud efectiva de la bobina.
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Ahora poniendo la expresión de L e I en la ecuación de U, obtenemos una nueva expresión, es decir.
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Así, la energía almacenada en un campo electromagnético, es decir, un conductor, puede ser calculada a partir de su dimensión y densidad de flujo.
Ahora empecemos la discusión sobre la energía almacenada en el campo magnético debido al imán permanente.

Total flujo que fluye a través del área de la sección transversal del imán A es .
Entonces podemos escribir que = B.A, donde B es la densidad de flujo.
Ahora este flujo es de dos tipos, (a)r este es el flujo remanente del imán y (b)d esto es flujo desmagnetizante.
Así que..,
según la conservación de la Ley de flujo magnético.

De nuevo, Bd = . H, aquí H es la intensidad del flujo magnético.
Ahora el MMF o Fuerza Motriz del Magneto puede ser calculado a partir de la H y la dimensión del imán.

donde l es la distancia efectiva entre dos polos.
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Ahora, para calcular la energía tenemos que ir primero por la reticencia de los flujo magnético camino.
El camino de reticencia interna de los imanes que es para desmagnetizar se denota como Rm,
Y La energía almacenada en un campo magnéticoLa energía almacenada en un campo magnético
Ahora Wm…es la energía almacenada en los imanes de la reticencia interna.
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Ahora la densidad de energía
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Mira el modelo de abajo. La caja de puntos es el imán y un camino de reticencia Rl porque la carga mecánica está conectada a través del imán.
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Ahora aplica la ecuación de nodo y la ecuación de bucle, obtenemos
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Si hacemos algún trabajo mecánico dentro de un campo magnético, entonces la energía requerida W.
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De nuevo, si colocamos una bobina electromagnética cerca de un imán permanente, esta bobina experimentará una fuerza. Para mover esta bobina se hace algo de trabajo. Esta densidad de energía es la co-energía con respecto al imán permanente y a la bobina magnética. La intensidad de flujo magnetizante para el imán permanente es H y para la bobina es HC.
Esta co-energía se denomina
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Donde, B es la densidad de flujo en la posición de la bobina cerca del imán permanente.

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