PDF (1 MB) - FMI

Luku 8Magneettinen energiaOppimateriaali RMC Luku 12 ja CL 7.3; esitiedot KSII luvut 4 ja 5.Luvussa 4 todettiin, että staattiseen sähkökenttään liittyy tietty energia.Näin on myös magneettikentän laita, sillä Faradayn lain mukaan magneettikentänmuuttaminen aiheuttaa muutosta vastustavan voiman ja sitenmagneettikentän luominen edellyttää työtä.8.1 Kytkettyjen virtapiirien energiaTarkastellaan yksinkertaista virtasilmukkaa, jossa kulkee virta I ja jonkavastus on R. Liitetään virtapiiriin jännitelähde V .TällöinV + E = IR (8.1)missä E on virtasilmukkaan indusoituva smv. Jännite tekee työtä siirtämällävarauksia silmukassa. Differentiaalisen varauksen dq = Idtosalta työ onVdq= VIdt= −EIdt+ I 2 Rdt= IdΦ+I 2 Rdt (8.2)Termi I 2 Rdtantaa resistiivisen tehon hävikin lämmöksi (Joulen lämmitys).Termi IdΦ on indusoitunutta sähkömotorista voimaa vastaan tehty työ, jokatarvitaan magneettikentän muuttamiseen:dW b = IdΦ (8.3)missä alaindeksi b viittaa ulkoisen jännitelähteen (esim. pariston) tekemääntyöhön.Tarkastellaan sitten systeemiä, joka koostuu n kappaleesta virtapiirejä:n∑dW b = I i dΦ i (8.4)i=191