誘導エネルギー

インダクタのエネルギー（W）は、このコイルの導線を流れる電流Iによって発生する磁場のエネルギーです。コイルの主な特性は、そのインダクタンス L、つまり、電流が導体を通過するときに磁場を生成する能力です。各コイルは独自のインダクタンスと形状を持っているため、電流がまったく同じであっても、各コイルの磁場の大きさと方向は異なります。

特定のコイルの形状、その内部および周囲の媒体の磁気特性に応じて、考慮される各点での送信電流によって生成される磁場は、磁束の大きさ Ф と同様に、特定の誘導 B を持ちます。 - 考慮された領域 S のそれぞれについても決定されます。

非常に簡単に説明しようとすると、誘導は磁気作用の強さを示します（関連 アンペアの力で）、その磁場に置かれた通電導体に特定の磁場を及ぼすことができ、磁束は磁気誘導が検討中の表面上にどのように分布するかを意味します。したがって、電流によるコイルの磁場のエネルギーは、コイルの巻線に直接局在するのではなく、コイル電流に関連する磁場が存在する空間体積に局在します。

電流コイルの磁場が実エネルギーを持っているという事実は実験的に発見できます。白熱電球と鉄心コイルを並列接続した回路を組み立ててみましょう。電球のコイルに電源から定電圧を加えてみましょう。負荷回路に電流が直ちに確立され、電球とコイルを流れます。電球を流れる電流はフィラメントの抵抗に反比例し、コイルを流れる電流はそれが巻かれているワイヤの抵抗に反比例します。

ここで、電源と負荷回路の間のスイッチを突然開くと、電球が短時間ですが非常に顕著に切り替わります。これは、電源を切ると、コイルからの電流がランプに流れ込んだことを意味します。つまり、コイルにはこの電流があり、コイルの周りに磁場があり、磁場が消えた瞬間に、 EMF がコイルに発生しました。

この誘導 EMF は、コイル自体に電流が流れるコイル自体の磁場によって誘導されるため、自己誘導 EMF と呼ばれます。この場合の電流の熱影響Qは、スイッチを開いた瞬間にコイルに流れた電流の値と、回路（コイルとワイヤ）の抵抗Rの積で表すことができます。ランプの時間 ) と電流の消失時間 t の持続時間。回路の抵抗の両端に発生する電圧は、インダクタンス L、回路のインピーダンス R、そして電流 dt の消失時間も考慮して表すことができます。

ここで、コイルのエネルギー W の式を特定のケース、つまり真空の透磁率とは異なる特定の透磁率を持つコアを備えたソレノイドに適用してみましょう。

まず、ソレノイドの断面積S、巻数N、全長lに沿った磁気誘導Bを通る磁束Fを表します。まず、ループ電流 I によるインダクタンス B、単位長さあたりのループ数 n、および真空の透磁率を記録しましょう。

次に、ここにソレノイドの体積 V を代入しましょう。磁気エネルギー W の公式が見つかりました。そこから値 w (ソレノイド内部の磁気エネルギーの体積密度) を求めることができます。

ジェームズ・クラーク・マクスウェルはかつて、磁気エネルギーの体積密度の式が正しいことを示しました ソレノイドに限らずだけでなく、磁場全般にも適用されます。