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1、第六节第六节第六节第六节磁场的能量磁场的能量磁场的能量磁场的能量一、线圈的能量灯灯泡泡与与电电感感线线圈圈并并联联后后，串串在在电电源源上上，当当电电键键K 从从闭闭合合状状态态，变变为为打打开开状状态态时时，灯灯泡泡并并不不是是立立即即就就熄熄灭灭，而而是是闪闪亮亮一一下才熄灭。下才熄灭。LK1、自感能量。、自感能量。 这这是是由由于于线线圈圈中中的的磁磁场场能能量量释释放放给给灯灯泡泡。当当电电键键 K 打打开开时时，电电路路中中电电流流迅迅速速减减小小，在在线圈中产生自感电动势。线圈中产生自感电动势。 线线圈圈中中的的能能量量，等等于于电电流流消消失失时时自自感感电电动动势所作功。势所作
2、功。LK在在 dt 时间内，线圈中自感电动势作的元功为：时间内，线圈中自感电动势作的元功为：某一时刻自感电动势为：某一时刻自感电动势为：则则线圈中电流从线圈中电流从I变化到变化到0过程中作的总功为：过程中作的总功为：自感为自感为L的线圈中通有电流的线圈中通有电流I时所储存的磁能时所储存的磁能 如图，在建立电流过程中，电如图，在建立电流过程中，电源除了供给线圈中产生源除了供给线圈中产生焦耳热的能焦耳热的能量量和和抵抗自感电动势抵抗自感电动势作功作功外，还要外，还要抵抗抵抗互感电动势互感电动势作功作功为为 ，即，即故互感磁能为故互感磁能为1 12 2I1I2图图8.2 8.2 互感线圈互感线圈2
3、2 互感磁能互感磁能两个相邻的载流线圈所储存的总磁能为两个相邻的载流线圈所储存的总磁能为由此可推广到由此可推广到k k个线圈的个线圈的普遍情形普遍情形，即，即 将上述总磁能写成对称形式，即将上述总磁能写成对称形式，即载流线圈在外磁场中磁能载流线圈在外磁场中磁能二、磁场的能量 由于载流线圈中具有磁场，所以线圈的能由于载流线圈中具有磁场，所以线圈的能量也可以说是磁场的能量。量也可以说是磁场的能量。以载流长直螺线管为例：以载流长直螺线管为例：IlSn 长长直直螺螺线线管管中中插插有有磁磁导导率率为为 的的磁磁介介质质，管内磁感应强度为：管内磁感应强度为：IlSn则则长直螺线管的自感系数为：长直螺线管的自感系数为：磁场能量为磁场能量为（1）由由 从上三式中可看出磁场的能量只与磁场和从上三式中可看出磁场的能量只与磁场和磁场分布的空间有关。磁场分布的空间有关。（2）（3）（1）三、磁场的能量密度wm m1.能量密度能量密度wm单位体积内的磁场能量单位体积内的磁场能量2.由能量密度计算磁场能量由能量密度计算磁场能量先确定体积元内的磁场能量先确定体积元内的磁场能量再计算体积再计算体积V体内的磁场能量内的磁场能量
