感应能量

电感器的能量（W）是电流I流过该线圈的导线所产生的磁场的能量。线圈的主要特性是它的电感 L，即当电流通过其导体时产生磁场的能力。每个线圈都有自己的电感和形状，因此即使电流可能完全相同，每个线圈的磁场也会在大小和方向上有所不同。

根据特定线圈的几何形状，其内部和周围介质的磁性，传输电流在每个考虑点处产生的磁场将具有特定的感应 B，以及磁通量的大小 Ф - 还将为每个考虑的区域 S 确定。

如果我们试图非常简单地解释它，那么感应表明磁作用的强度（相关 用安培的力量)，它能够对放置在该磁场中的载流导体施加给定的磁场，而磁通量表示磁感应强度如何分布在所考虑的表面上。因此，具有电流的线圈磁场的能量不直接位于线圈的匝数中，而是位于磁场存在的空间体积中，这与线圈电流相关联。

电流线圈的磁场具有真实能量这一事实可以通过实验发现。让我们组装一个电路，其中我们将白炽灯与铁芯线圈并联。让我们从电源向灯泡线圈施加恒定电压。电流将立即在负载电路中建立，它将流过灯泡和线圈。通过灯泡的电流将与其灯丝的电阻成反比，通过线圈的电流将与缠绕它的电线的电阻成反比。

如果你现在突然打开电源和负载电路之间的开关，灯泡会短暂地切换，但非常明显。这就是说，当我们关掉电源的时候，线圈里的电流冲进灯里，就是说线圈里面有这个电流，它的周围有一个磁场，在磁场消失的那一刻，电磁场出现在线圈中。

这种感应 EMF 称为自感应 EMF，因为它由线圈自身的磁场和线圈本身上的电流引导。在这种情况下，电流的热效应 Q 可以表示为打开开关时安装在线圈中的电流值与电路电阻 R（线圈和电线）的乘积灯的）和电流消失时间 t 的持续时间。电路电阻两端产生的电压可以用电感 L、电路阻抗 R 以及电流消失时间 dt 来表示。

现在让我们将线圈能量 W 的表达式应用到一个特定的情况——一个螺线管，其磁芯具有不同于真空的磁导率的特定磁导率。

首先，我们表示通过螺线管横截面积 S 的磁通量 F、匝数 N 和沿其整个长度 l 的磁感应强度 B。让我们先记录通过回路电流I的电感B，单位长度的回路数n，以及真空的磁导率。

然后让我们在这里替换螺线管的体积 V。我们已经找到了磁能 W 的公式，我们可以从中得到值 w——螺线管内部磁能的体积密度。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (James Clerk Maxwell) 曾证明磁能体积密度的表达式是正确的 不仅适用于螺线管，也适用于一般的磁场。