자기장에 저장된 에너지와 에너지 밀도 정리

1. 자기장에 저장된 에너지

그림 . 점에서 출발하여 시계방향으로 향하는 회로
ㆍ서로 반대 부호를 가진 두 대전입자를 멀리 떼어 놓을 때 형성되는 전기 퍼텐셜에너지
→ 두 입자가 만드는 전기장의 형태로 저장
ㆍ[그림1]:저항기, 유도기, 기전력로 이루어진 회로
- 고리 규칙 적용
- 식:충전과 관련된 미분방정식
- 식의 양변에 전류 를 곱하자.
- 식에서 → :일률
→ :자기장에 저장되는 에너지 비율
→ :저항기를 통해 나타나는 일률

- 식의 양변에 를 곱한 후, 적분

- 식을 풀어 자기퍼텐셜 에너지에 관한 식으로 나타내면

-:전류가 흐르는 유도기에 저장된 에너지
2. 자기장의 에너지 밀도
ㆍ단면적이 인 긴 솔레노이드의 중간 근처에서 길이가 인 토막 부분을 고려
- 부피:
- 길이 의 솔레노이드에 저장된 에너지 는 대부분이 토막의 내부에 존재
→ 솔레노이드 외부의 자기장이 거의 0이기 때문
ㆍ솔레노이드 내부의 자기장이 고르게 분포 → 저장된 에너지 또한 고르게 분포
ㆍ자기장에 저장된 단위 부피당 에너지

ㆍ유도기와 전류를 이용한 전체 자기에…