При нарастании тока источник совершает работу против ЭДС самоиндукции. Эта работа идёт на создание магнитного поля катушки и запасается в нём в виде энергии.
Энергия магнитного поля катушки с током равна
где:
- — энергия магнитного поля, Дж;
- — индуктивность катушки, Гн;
- — сила тока в катушке, А.
От чего зависит энергия
При неизменной индуктивности энергия магнитного поля пропорциональна квадрату силы тока:
- если ток равен нулю, энергия магнитного поля катушки равна нулю;
- чем больше индуктивность катушки при том же токе, тем больше запасённая энергия;
- при увеличении модуля тока в несколько раз энергия увеличивается в квадрат этого числа;
- направление тока не влияет на значение энергии, потому что сила тока входит в формулу в квадрате.
Когда ток уменьшается, магнитное поле ослабевает и запасённая энергия может передаваться другим элементам цепи. Именно поэтому катушка способна некоторое время поддерживать ток в замкнутой цепи после отключения источника.
Проверка единиц
Произведение измеряется в джоулях:
Не путать
- Энергия магнитного поля может быть ненулевой при постоянном токе, хотя ЭДС самоиндукции в этот момент равна нулю.
- В формуле обязательно присутствует множитель .
- Энергия зависит от квадрата силы тока, поэтому она не меняет знак при изменении направления тока.
- Формула применяется, когда индуктивность катушки считается постоянной.
Коротко
Катушка с током запасает энергию в своём магнитном поле. При постоянной индуктивности эта энергия равна .