大学物理wxlCH104磁场能量解读.pptx

实验分析实验分析 结论：结论：在原通有电流的线圈中存在能量在原通有电流的线圈中存在能量 磁能磁能 自感为自感为 L L 的线圈中通有电流的线圈中通有电流 I I0 时所储存的时所储存的磁能为磁能为电流电流 I I0 0 消失时自感电动势所做的消失时自感电动势所做的功功设在设在 dt 内通过灯泡的电量内通过灯泡的电量10.4 磁场能量磁场能量一一.磁能的来源磁能的来源自感磁能自感磁能电流电流 I0 消失过程中，自感电动势所做的总功消失过程中，自感电动势所做的总功讨论讨论(1)在通电过程中在通电过程中为电源做的功为电源做的功为自感电动势反抗电流所作的功为自感电动势反抗电流所作的功为电阻消耗的焦耳热为电阻消耗的焦耳热为电源的功转化为磁场的能量为电源的功转化为磁场的能量(自感磁能公式自感磁能公式)其中其中二二.磁能的分布磁能的分布以无限长直螺线管为例以无限长直螺线管为例磁能磁能(2)与电容储能比较与电容储能比较自感线圈也是一个储自感线圈也是一个储能元件，自感系数反能元件，自感系数反映线圈储能的本领映线圈储能的本领磁场能量密度磁场能量密度上式不仅适用于无限长直螺线管中的均匀磁场上式不仅适用于无限长直螺线管中的均匀磁场,也适用于也适用于非均匀磁场非均匀磁场,其一般是空间和时间的函数其一般是空间和时间的函数在有限区域内在有限区域内积分遍及磁场积分遍及磁场存在的空间存在的空间磁场能量密度与电场能量密度公式比较磁场能量密度与电场能量密度公式比较说明说明解解 根据安培环路定理根据安培环路定理,螺绕环内螺绕环内取体积元取体积元例例一由一由 N 匝线圈绕成的螺绕环，通有电流匝线圈绕成的螺绕环，通有电流 I，其中充有均匀，其中充有均匀磁介质磁介质求求 磁场能量磁场能量Wm例例 计算低速运动的电子的磁场能量，设其半径为计算低速运动的电子的磁场能量，设其半径为 a解解 低速运动的电子在空间产生的磁感应强度为低速运动的电子在空间产生的磁感应强度为取体积元取体积元（球坐标）（球坐标）a整个空间的磁场能量整个空间的磁场能量 计算磁场能量的两个基本点计算磁场能量的两个基本点(1)求磁场分布求磁场分布(2)定体积元定体积元遍及磁场存在的空间积分遍及磁场存在的空间积分建立磁场能量密度建立磁场能量密度三三.互感磁能互感磁能先闭合先闭合再闭合再闭合需要考虑互感的影响需要考虑互感的影响当回路当回路 2 电流增加时，在回路电流增加时，在回路 1 中产生互感电动势中产生互感电动势若保若保 I1 不变不变,电源电源 1 提供的能量应等于互感电动势所做的功提供的能量应等于互感电动势所做的功将使电流将使电流总磁能总磁能注意注意两载流线圈的总磁能与建立两载流线圈的总磁能与建立 I1，I2 的具体步骤无关的具体步骤无关减小减小(互感能量互感能量)返回返回