¿Cómo almacena el inductor la energía en el campo magnético?

Question

Aprendí del libro que el campo magnético no hace ningún trabajo porque la fuerza es proporcional a $\vec{v}\times\vec{B}$ donde $\vec{v}$ es la velocidad de las partículas. Ese producto vectorial cruzado es siempre en ángulo recto con $\vec{v}$ para que $\vec{F}\cdot\vec{v}=0$ Es decir, no se realiza ningún trabajo sobre la partícula. Pero entonces, ¿cómo es que un inductor almacena energía en el campo magnético?

Answer 1

Desde el punto de vista de la teoría de circuitos, recordemos que el producto de la tensión y la corriente es la potencia:

$p(t) = v(t) \cdot i(t)$

También, para el inductor:

$v_L(t) = L \dfrac{d}{dt}i_L(t)$

Por lo tanto, sólo hay una tensión a través de un inductor cuando la corriente del inductor está cambiando con el tiempo.

De ello se desprende que La potencia (tasa de cambio de trabajo en el tiempo) se suministra o se entrega desde el inductor cuando la corriente del inductor está cambiando con el tiempo.

Pero, el campo magnético que enhebra el inductor debe estar cambiando con el tiempo si la corriente del inductor está cambiando con el tiempo.

Por último, recordemos que un campo magnético cambiante induce un campo eléctrico no conservativo que puede hacer el trabajo .

Recuerde que para un constante corriente a través de un inductor (ideal), no hay potencia asociada ya que sólo hay un campo magnético constante y, por tanto, no hay campo eléctrico inducido.

Answer 2

Creo que estás relacionando una bobina inductora con la fuerza magnética de Lorentz.

En concreto, la fuerza de Lorentz la experimenta una partícula cargada moviendo en un campo magnético uniforme. $F=q(\vec{v}\times\vec{B})$ . Veamos primero el Inductor...

Tenga en cuenta que un inductor siempre tiene una autoinducción $L$ y algo de resistencia $R$ (del material del que está hecho - excepto un ideal una ) asociada a ella. Por lo tanto, algunos trabajos tienen que ser realizados por agencias externas en el establecimiento de la corriente. Este trabajo realizado se almacena como electromagnético energía potencial en un inductor.

Emf inducido, $e=-L\frac{dI}{dt}$ (el signo negativo indica la naturaleza opuesta, consecuencia de la ley de Lenz)

La pequeña cantidad de trabajo realizado en un tiempo reducido $dt$ es $$dw=e.I.dt$$ $$\implies dw=-LI.dI$$ (Poder $P=VI$ se utiliza aquí, porque la potencia es la tasa de realización de trabajo, como sabemos...)

Así, el trabajo total realizado es establecer una corriente constante (digamos $I_o$ ) es $$W=-L\int_0^{I_0}I.dI=-\frac{1}2LI_o^2$$

El signo negativo muestra la naturaleza opuesta de la emf (la misma consecuencia de la ley de Lenz). El tiempo pequeño $dt$ se tiene en cuenta porque - Siempre que se hace pasar corriente a través de un inductor, la corriente estable se establecería sólo después de un cierto período de tiempo. La corriente se establecería en un aumentando orden. Cuando se suministra la alimentación, la emf inducida se opone al crecimiento de la corriente y cuando la alimentación es corte La emf se opone ahora a la decadencia de la corriente. (es decir, va en un disminuyendo orden)

Por lo tanto, el trabajo realizado por estos agencias se denomina la energía almacenada en un inductor.

Answer 3

En el inductor si pasamos la corriente alterna se produce el campo magnético.este campo magnético es chaneg con la corriente.el cambio en el campo magnético produjo la emf inducida(según faraday bajo).esta emf inducida se oponen a la fuente principal que causó(según la ley de lenz).esta emf ahora tiene la capacidad de fluir el electrón por lo que llamamos la energía

Answer 4

Es un campo eléctrico que mueve esa partícula dentro de un inductor y hace el trabajo.