energi induktif

Energi induktor (W) adalah energi medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik I yang mengalir melalui kawat kumparan ini. Ciri utama kumparan adalah induktansi L, yaitu kemampuan untuk menciptakan medan magnet ketika arus listrik melewati konduktornya. Setiap kumparan memiliki induktansi dan bentuknya masing-masing, oleh karena itu medan magnet untuk setiap kumparan akan berbeda besar dan arahnya, meskipun arusnya mungkin persis sama.

Bergantung pada geometri kumparan tertentu, pada sifat magnetik media di dalam dan di sekitarnya, medan magnet yang diciptakan oleh arus yang ditransmisikan pada setiap titik yang ditinjau akan memiliki induksi B tertentu, serta besarnya fluks magnet Ф - juga akan ditentukan untuk masing-masing area yang dipertimbangkan S.

Jika kita mencoba menjelaskannya secara sederhana, maka induksi menunjukkan intensitas aksi magnet (terkait dengan kekuatan ampere), yang mampu mengerahkan medan magnet tertentu pada konduktor pembawa arus yang ditempatkan di medan itu, dan fluks magnet berarti bagaimana induksi magnet didistribusikan ke permukaan yang ditinjau.Dengan demikian, energi medan magnet kumparan dengan arus tidak terlokalisasi secara langsung pada belitan kumparan, tetapi dalam volume ruang di mana medan magnet ada, yang dikaitkan dengan arus kumparan.

Fakta bahwa medan magnet kumparan arus memiliki energi nyata dapat ditemukan secara eksperimental. Mari kita buat rangkaian di mana kita menghubungkan lampu pijar secara paralel dengan kumparan inti besi. Mari terapkan tegangan konstan dari sumber listrik ke koil bohlam. Arus akan segera dibuat di sirkuit beban, arus akan mengalir melalui bola lampu dan melalui koil. Arus yang melalui bohlam akan berbanding terbalik dengan resistansi filamennya, dan arus yang melalui koil akan berbanding terbalik dengan resistansi kawat yang dililitnya.

Jika sekarang Anda tiba-tiba membuka sakelar antara catu daya dan rangkaian beban, bola lampu akan beralih sebentar, tetapi cukup terasa. Artinya saat kita mematikan sumber listrik, arus dari koil mengalir ke lampu, artinya di dalam koil ada arus ini, ada medan magnet di sekitarnya, dan pada saat medan magnet menghilang, EMF muncul di koil.

EMF yang diinduksi ini disebut EMF yang diinduksi sendiri karena diarahkan oleh medan magnet kumparan itu sendiri dengan arus pada kumparan itu sendiri. Efek termal Q dari arus dalam hal ini dapat dinyatakan dengan produk dari nilai arus yang dipasang di koil pada saat sakelar dibuka, resistansi R dari rangkaian (koil dan kabel lampu ) dan durasi waktu penghilangan saat ini t.Tegangan yang dikembangkan melintasi resistansi rangkaian dapat dinyatakan dalam induktansi L, impedansi rangkaian R dan juga memperhitungkan waktu hilangnya arus dt.

Sekarang mari kita terapkan pernyataan untuk energi kumparan W pada kasus tertentu—solenoida dengan inti yang memiliki permeabilitas magnetik tertentu yang berbeda dari permeabilitas magnetik ruang hampa.

Pertama-tama, kami menyatakan fluks magnet F melalui luas penampang S solenoida, jumlah belokan N dan induksi magnet B sepanjang panjangnya l. Pertama-tama mari kita catat induktansi B melalui arus loop I, jumlah loop per satuan panjang n, dan permeabilitas magnetik ruang hampa.

Mari kita gantikan di sini volume solenoida V. Kita telah menemukan rumus untuk energi magnetik W, dan dari situ kita dapat mengambil nilai w—kepadatan volume energi magnetik di dalam solenoida.

James Clerk Maxwell pernah menunjukkan bahwa pernyataan kerapatan volume energi magnetik adalah benar tidak hanya untuk solenoida, tetapi juga untuk medan magnet secara umum.