磁场能

更新时间:2024-09-10 17:44

磁场能是指磁场本身具有的能量。与电场相似,磁场是物质的一种存在形式,它携带着一定的能量。其量值与磁场强度磁感应强度磁场分布的空间体积有关。

载流线圈

历史上看,电磁场的概念最早是一种数学模型,在这一概念诞生之初,人们在自然界中并未发现与之对应的物理实在。和电场一样,磁场是物质的一种存在形式。赫兹的实验证实了电磁波的存在性,也揭示了电磁能蕴含在电场和磁场之中,而不是简单地包含在场源内。当然,在具体计算时,有些时候仍可以按能量蕴含在场源中处理。

例如,载流线圈通入电流的过程中,电源做功除转化为焦耳热外,另有一部分转化为磁能

L为线圈的自感系数

对于n个载流线圈存在互感的情况,磁能则被表为

以上两种观点,均是从磁能蕴含在场源内的角度出发的。

其他信息

利用密绕螺线管内磁场匀强的特点,从载流线圈的磁能公式,容易得出密绕螺线管内的磁场能公式:

可以注意到这式子不再和电流有关。虽然它是从密绕螺线管的特殊情况推出的,但利用矢量分析的方法可以证明,(空间中磁介质均为线性、无磁滞损耗的介质时,)对于任意的传导电流分布情况,磁场能密度均为

在静磁情形,电流与磁场总是相伴存在的,因此,将磁能看成与电流联系起来还是储存在磁场中,效果完全相同。然而变化的电场也能产生磁场,这种变化电场产生的磁场亦具有能量,其场能密度与静磁相同。在一般情形下,变化的电磁场以波的形式传播,传播过程中伴随着能量传递(其能流密度坡印亭矢量)。

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