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文档简介

7-5 磁场的能量 一. LR 电路的暂态过程 分析 LR 电路 当接通K1 时（通电） 通电时电流的滋长 令 当 K1 断开、 K2 接通时 放电时电 流的衰减 通电时电 流的滋长 电源已不再向灯泡供应 能量了。灯泡却突然闪 亮一下，所消耗的能量 从哪里来的？ 二. 磁场的能量 使灯泡闪亮的电流是线圈中的自感电动势产生的电流，而这 电流随着线圈中的磁场的消失而逐渐消失，所以，可以认为使 灯泡闪亮的能量是原来储存在通有电流的线圈中的，或者说是 储存在线圈内的磁场中，称为磁能。 当 K1 断开、K2 接通时 自感现象具有使电路中保持原有电流不变的特性，它使电 路在接通及断开后，电路中的电流要经历一个短暂的过程才能 达到稳定值，这个过程称为LR 电路的暂态过程 电源提供的部分能量转化为消耗在电阻 上的焦耳-楞次热 回路中建立电流的暂态过程中电源电动势克服自感 电动势所作的功，这部分功转化为载流回路的磁能 电源提供的能量（电动势做的功） 自感为 L 的线圈中通有电流 I0 时所储存的磁能 电流 I0 消失过程中自感线圈释放的磁能 当电源切断时，线圈中原已储存起来的能量通过自感电动势作 功，以焦耳热的形式全部释放出来。 讨论 （1）在通电过程中, 电感电源处于充电状态，电源作正 功,自感电动势反抗电流作负功，电能向磁能转化。 （3）自感线圈是一个储能元件，自感系数反映线圈储能 的本领 （2）在断电过程中, 电感电源处于放电状态，自感 电动势做正功，磁能向热能转化。 三.磁场能量密度 以无限长直螺线管为例 长直螺线管的自感 磁能 dV V w 磁场能量密度的普遍计算公式 (适用于均匀与非均匀磁场) 在有限区域内 磁场能量密度与电场能量密度公式具有完全对称的形式 电磁 场中 能量储存 在器件中 C L 储存在场中 通过平板电容器得出下 述结论 通过长直螺线管得出 下述结论 在电磁场中 普遍适用 各种电磁场 电场 磁场 类比 解 根据安培环路定理, 螺绕环内 取体积元 补充 一由 N 匝线圈绕成的螺绕环，通有电流 I ， 其中充有均匀磁介质 求 磁场能量Wm 思考：求自感系数 计算磁
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