¿Cómo es la energía almacenada en campos magnéticos y eléctricos?

Question

Decimos que es la energía asociada con los campos eléctricos y magnéticos. Por ejemplo, en el caso de un inductor, se dará una respuesta vaga, diciendo que una energía de $\frac{1}{2} LI^2$ se almacena en el campo magnético alrededor de la bobina.

Para un condensador, podemos decir que la energía se almacena en el campo. Esto es comprensible, pues el campo eléctrico está tratando de combinar las cargas de las placas, pero existe una barrera física que separa. En otras palabras, puedo decir que la energía se almacena como energía potencial eléctrica de las cargas en las dos placas.

¿Qué significa decir que es la energía asociada con un inductor de los campos magnéticos? No hay monopolos magnéticos que son el almacenamiento magnético de la energía potencial, pero no podía ser de dipolos magnéticos que están almacenando la energía?

Tal vez hay fotones de fiesta todo en el campo de la realización de energía (yo no soy serio este comentario, pero me estoy dando una idea de qué tipo de respuesta que estoy esperando).

En mi opinión, esto no es un duplicado. Respuestas a preguntas similares del estado de que el trabajo es realizado por el actual movimiento en el circuito que se almacenan en los campos. Entiendo que. Esta pregunta indaga cómo la energía se almacena en los campos, no se de donde viene.

Answer 1

Esta es una respuesta cualitativa:

El nivel subyacente de la naturaleza es la mecánica cuántica. Los conceptos clásicos, como los campos eléctricos y magnéticos, aumento de este nivel subyacente.

Tomar un condensador cargado. Todas las cargas negativas están en una cara y todo lo que de positivo en el otro y no existe un clásico del campo eléctrico entre las placas que tiene una energía. Esta energía es la energía potencial que separa la mecánica cuántica cargos, los electrones se han movido de un lado para el otro y los iones fueron creados, y la energía almacenada viene de esta operación.

Si uno toma un electrón de por sí, no es una carga, y un campo eléctrico asociado matemáticamente con ese cargo, pero no hay energía para ser tomado o se da al único electrón debido a que la carga es intrínseca. Por lo tanto el cómo de los conjuntos que dan a los campos eléctricos ,termina a la pregunta básica en el nivel de un único electrón obtener la respuesta "porque eso es lo que se ha observado".

Esto siempre ocurre con la física, porque es una ciencia que utiliza las matemáticas para el ajuste de las observaciones, y hay observaciones básicas que se supone. La física de partículas ha codificado en modelo estándar de las partículas de la tabla. Así que uno puede responder a esta pregunta de forma secuencial, pelar la cebolla de complejidad, hasta que uno llega al básico medido hechos.

Una más complicado argumento puede ser hecho por el campo magnético, (uno tiene que utilizar el concepto de cargas en movimiento, una observación) y al final la respuesta a la última ¿cómo va a volver a poner fin en el modelo estándar de la tabla.

Answer 2

La separación de los cargos de los condensadores que se explica por sí mismo. Me tiene que explicar el almacenamiento de energía en el inductor de bobinas sólo.

¿Qué significa decir que es la energía asociada con un inductor de los campos magnéticos?

Cada electrón tiene un momento dipolar magnético estos momentos en la mayoría de los materiales se distribuyen por igual en el espacio para que todos los electrones y se cancelan uno al otro. (No así para los materiales magnéticos).

Movimiento de los electrones en un camino curvo inductores comunes de un campo magnético. Esto sucede por la alineación de sus momentos de dipolo magnético. Por esto los Ohmios de la resistencia de la bobina es mayor a medida que la resistencia de un alambre recto de la misma longitud. Desconexión de la corriente a través de una bobina de los electrones de la alineación se pierde de nuevo y se induce una corriente por un tiempo. (Los electrones son perturbados por el movimiento térmico de los átomos. En ultra viejo bobinas de esto es prevenir y los electrones de la alineación de sus momentos de dipolo magnético se auto sostiene.)