سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
القاءگر همانند خازن می‌تواند انرژی ذخیره كند. این انرژی از آنجا حاصل می‌شود كه یك مولد بایستی برای برقراری جریان در القاگر كار انجام دهد. ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مجید محسنی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

انرژی ذخیره شده در القاءگر

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 انرژی ذخیره شده در القاءگر در دو سر القاگر ظاهر می‌شود.

 

طبق قانون لنز، نیرومحركه‌القایی انرژی ذخیره شده در القاءگر 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 انرژی ذخیره شده در القاءگر كه مولد برای به حركت دادن بار  انرژی ذخیره شده در القاءگر در القاگر انجام می‌دهد برابر است با : انرژی ذخیره شده در القاءگر

 

كه می‌توان به جای انرژی ذخیره شده در القاءگر مقدار معادل آن را قرار داد. بدین ترتیب خواهیم داشت : 

 

انرژی ذخیره شده در القاءگر

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 انرژی ذخیره شده در القاءگر را می‌بینیم كه معادل I است.

 

بنابراین رابطه فوق را بدین شكل نیز می‌توان نوشت: انرژی ذخیره شده در القاءگر

 

این رابطه‌اندازهانرژی ذخیره شده در القاءگر ( یا كار انجام شده توسط مولد الكتریكی ) برای افزایش جریان به‌اندازه انرژی ذخیره شده در القاءگر را در القاگر به‌دست می‌دهد.

 

برای تعیین كل كار انجام شده تولید مولد برای تغیر جریان از ٠  تا مقدار نهایی I ،بایستی تمامی مقادیرانرژی ذخیره شده در القاءگر با هم جمع شود.

این كار را خودتان به‌كمك انتگرال گیری می‌توانید انجام دهید.

انرژی ذخیره شده در القاءگر

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.

1/2 LI2  = انرژی ذخیره شده در القاگر

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 انرژی ذخیره شده در القاءگر 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 :

انرژی ذخیره شده در القاءگر =انرژی

از قبل می‌دانیم كه  میدان مغناطیسی سیملوله از رابطه انرژی ذخیره شده در القاءگر به‌دست می‌آید. بنابراین رابطه انرژی سیملوله را به این صورت می‌توانیم بنویسیم : 

 

انرژی ذخیره شده در القاءگر =انرژی

حاصل ضرب AL برابر حجم داخلی سیملوله است. بنابراین انرژی در واجد حجم برابر خواهد بود با:

= انرژی در واحد حجم = چگالی 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

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین