انرژی ذخیره شده در القاءگر
القاءگر همانند خازن میتواند انرژی ذخیره كند. این انرژی از آن جا حاصل میشود كه یك مولد بایستی برای برقراری جریان در القاگر كار انجام دهد.
فرض كنید القاگری به مولد الكتریسیته وصل شود و ولتاژ مولد بتواند به طور پیوسته از صفر تا مقدار نهایی افزایش یابد. در هنگامی كه جریان افزایش مییابد، نیرومحركه در دو سر القاگر ظاهر میشود.
طبق قانون لنز، نیرومحركهالقایی طوری است كه با ولتاژ مولد مخالفت میكند و در نتیجه مخالف افزایش جریان خواهد بود.
بنابراین در مقابل این نیرومحركهالقایی برای هل دادن بار در القاگر، مولد بایستی كار انجام دهد.
افزایش كار كه مولد برای به حركت دادن بار در القاگر انجام میدهد برابر است با :
كه میتوان به جای مقدار معادل آن را قرار داد. بدین ترتیب خواهیم داشت :
ازآن جا كه كار انجام شده در مولد مثبت است بنابراین علامت منفی نیروی محركه القایی از رابطه فوق برداشته شده است. با دقت در این رابطه مقدار را میبینیم كه معادل I است.
بنابراین رابطه فوق را بدین شكل نیز میتوان نوشت:
این رابطهاندازه ( یا كار انجام شده توسط مولد الكتریكی ) برای افزایش جریان بهاندازه را در القاگر بهدست میدهد.
برای تعیین كل كار انجام شده تولید مولد برای تغیر جریان از ٠ تا مقدار نهایی I ،بایستی تمامی مقادیر با هم جمع شود.
این كار را خودتان بهكمك انتگرال گیری میتوانید انجام دهید.
بنابراین كار كل برابر W=1/2 LI2 خواهد بود. در این جا جریان نهایی در القاگر است این كار به صورت انرژی در القاگر ذخیره میشود.
انرژی القاگر را میتوان به عنوان انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی در نظر گرفت. به عنوان حالت خاصی بد نیست انرژی ذخیره شده در یك سیملوله را به دست بیاوریم، در دس بعد می آموزید كه ضریب خود القایی سیملوله برابر است. در این رابطه L طول سیملوله، A سطح مقطع سیملوله و n تعداد دور سیملوله در واحد طول میباشد بنابراین انرژی ذخیره شده سیملوله برابر است با :
از قبل میدانیم كه میدان مغناطیسی سیملوله از رابطه بهدست میآید. بنابراین رابطه انرژی سیملوله را به این صورت میتوانیم بنویسیم :
=انرژی
اگر چه این رابطه برای یك حالت خاص سیملوله بلند - بهدست آمده، اما این رابطه در حالت كلی درست است، بهعبارتی هر جا كه میدان مغناطیسی وجود داشته باشد (چه در خلاء یا هوا یا ماده غیر مغناطیسی) آن گاه چگالی انرژی مغناطیسی از رابطه بهدست میآید. بنابراین همانند میدان الكتریكی، انرژی میتواند در میدان مغناطیسی ذخیره شود.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مجید محسنی تنظیم: مریم فروزان کیا