感應能量

電感器的能量（W）是電流I流過該線圈的導線所產生的磁場的能量。線圈的主要特性是它的電感 L，即當電流通過其導體時產生磁場的能力。每個線圈都有自己的電感和形狀，因此即使電流可能完全相同，每個線圈的磁場也會在大小和方向上有所不同。

根據特定線圈的幾何形狀，其內部和周圍介質的磁性，傳輸電流在每個考慮點處產生的磁場將具有特定的感應 B，以及磁通量的大小 Ф - 還將為每個考慮的區域 S 確定。

如果我們試圖非常簡單地解釋它，那麼感應表明磁作用的強度（相關 用安培的力量)，它能夠對放置在該磁場中的載流導體施加給定的磁場，而磁通量表示磁感應強度如何分佈在所考慮的表面上。因此，具有電流的線圈磁場的能量不直接位於線圈的匝數中，而是位於磁場存在的空間體積中，這與線圈電流相關聯。

電流線圈的磁場具有真實能量這一事實可以通過實驗發現。讓我們組裝一個電路，其中我們將白熾燈與鐵芯線圈並聯。讓我們從電源向燈泡線圈施加恆定電壓。電流將立即在負載電路中建立，它將流過燈泡和線圈。通過燈泡的電流將與其燈絲的電阻成反比，通過線圈的電流將與纏繞它的電線的電阻成反比。

如果你現在突然打開電源和負載電路之間的開關，燈泡會短暫地切換，但非常明顯。這意味著當我們關閉電源時，電流從線圈中湧入燈中，這意味著線圈中有這個電流，它周圍有一個磁場，在磁場消失的那一刻，電磁場出現在線圈中。

這種感應 EMF 稱為自感應 EMF，因為它由線圈自身的磁場和線圈本身上的電流引導。在這種情況下，電流的熱效應 Q 可以表示為打開開關時安裝在線圈中的電流值與電路電阻 R（線圈和電線）的乘積燈的）和電流消失時間 t 的持續時間。電路電阻兩端產生的電壓可以用電感 L、電路阻抗 R 以及電流消失時間 dt 來表示。

現在讓我們將線圈能量 W 的表達式應用到一個特定的情況——一個螺線管，其磁芯具有不同於真空的磁導率的特定磁導率。

首先，我們表示通過螺線管橫截面積 S 的磁通量 F、匝數 N 和沿其整個長度 l 的磁感應強度 B。讓我們先記錄通過迴路電流I的電感B，單位長度的迴路數n，以及真空的磁導率。

然後讓我們在這裡替換螺線管的體積 V。我們已經找到了磁能 W 的公式，我們可以從中得到值 w——螺線管內部磁能的體積密度。

詹姆斯·克拉克·麥克斯韋 (James Clerk Maxwell) 曾證明磁能體積密度的表達式是正確的 不僅適用於螺線管，也適用於一般的磁場。