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问答:将能量存储在磁铁中

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最新答案:2016年6月30日
问:
您如何计算永久磁铁中的存储能量?
-Beau(20岁)
A:
Beau-由于我们的服务器上的计算机故障,您的出色问题丢失了。我不会试图重现您对磁铁可用的作品如何受到工作的所有正确想法。我将尝试回答有关如何计算磁铁中存储的能量的零件。随意跟进我不记得的任何问题的任何部分。再次 - 对此感到抱歉,该故障还消除了我自己的草稿答案。

存储的能量有两个部分。较简单的部分是在磁铁外部的磁场中,其余部分在磁铁内部。

磁铁外部有一个能量密度,它是磁场的平方b。在CGS单元中,这特别简单。能量密度(在ERGS/cm中3) 是b 2/8π,其中b在高斯中。您从整合密度中获取能量。

在磁铁内部,情况有些复杂。您需要helmhotz自由能,F,而不是裸露的能量U. f,它是u-st,其中s为熵,t是绝对温度,是反映实际工作输入和潜在工作输出的数量。对于虚弱的磁化材料,F密度为b 2/8πχ,其中χ是磁敏感性。对于实际强的永久磁铁,该表达非常粗糙,因为χ并不明确。

如果您只想对存储的能量有一个粗略的了解,只需使用外部字段和磁铁的音量,就可以非常接近。这种计算的目的只是提醒人们,磁铁中确实没有太多的能量。例如,超过1000厘米的大田(3000 g)3大约有4x108ERGS或40 J.大约是1/100,000 kWh。

迈克·W。

(于2011年9月27日发布)

后续#1:磁铁存储的能量

问:
我阅读了您关于计算磁铁中存储的能量的答案,最后您总结说,一个三分之一的磁铁3000 g的磁铁将约为1/100,000 kW。大约数学或定义可能是错误的吗?我的理解是能量是工作的能力。如果是这样,我只有一个磁铁,那就是50mm x 50mm x 50mm。目前,它的重量为50公斤,并且已经这样做了一年多。我想知道用电子磁铁做同样的功能需要多少力量?仅一分钟,更不用说一年或更长时间了。我不知道的电池可以长时间维持这种负载,即使是12伏汽车电池也无法做到这一点,而且我敢肯定的是超过1/100,000千瓦。我不是大学训练的,但数学似乎不正确,或者数学是正确的,但它的应用是错误的? Please help me to understand.
-Pablo Saavedra(44岁)
普雷斯顿,澳大利亚维多利亚州
A:

那是大约100,000 kW-hr!KW是功率单位(能量变化速率)而不是能量。

这个问题是,将重量保持在固定高度上并不需要任何工作。如果将重量设置在桌子上,是否需要一些能源来支撑它?如果汽车停放在轻微的斜坡上,是否需要燃烧燃料以防止滑动?能量仅保持固定,没有流动。

这是一个古老的线程,我们在其中讨论这些问题的深度:http://van.www.chinawangyintong.com/qa/listing.php?id=339

迈克·W。


(于2016年6月30日发布)

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