¿Por qué los campos magnéticos almacenan energía?

Los electrones no apareados se ven obligados a seguir la ruta transveral hacia el campo de acción, esta no es la ruta electrónica ¨natural¨ dentro de su orbital y la eliminación del campo permitirá que los electrones regresen (si la coherencia lo permite) a su ruta original, este proceso hace un extra variación de mmf que se suma a la variación del campo de acción. El flujo variable induce fem en cualquier bucle de corriente, por lo que transfiere energía almacenada a cualquier materia conductiva.

La diferencia de potencial entre un inductor (o condensador) se debe a la reactancia del componente . Las resistencias (que tienen toda la resistencia y ninguna reactancia) convierten la energía eléctrica en energía térmica (de acuerdo con [matemática] P = iV = i ^ 2R [/ matemática], que es válida solo para resistencias), que se pierde del sistema. Los componentes reactivos como inductores y condensadores almacenan energía eléctrica en campos (el campo magnético en el inductor o el campo eléctrico en el condensador). Idealmente, esta energía no se pierde del sistema (excepto tal vez como radiación). Regresará al circuito, a veces con consecuencias peligrosas (por ejemplo, picos de voltaje inductivos).

Los inductores almacenan energía porque la corriente que fluye en un bucle genera un campo magnético, que tiene una densidad de energía. Cuando el campo “colapsa” (por ejemplo, cuando se abre un interruptor en un circuito en serie), la energía en este campo magnético se convierte nuevamente en corriente / voltaje, generalmente muy rápidamente.

El poder es la integral de reactancia y corriente. Los condensadores e inductores tienen una reactancia que es proporcional a una primera integral o derivada (respectivamente) de corriente, por lo que está en cuadratura y la integral va a cero.

Creo que podrías poner el carro delante del caballo. Si hay una caída potencial de [matemática] V [/ matemática] a través de un elemento del circuito, entonces ese elemento absorbe energía eléctrica a una velocidad de [matemática] P = IV [/ matemática]. Si llamamos a esos elementos resistencias o inductores depende de si disipan la energía como calor o la almacenan en el campo magnético. Si no hicieran cosas diferentes, no les daríamos nombres diferentes.

Los campos magnéticos pueden hacer trabajo. Un cable que transporta corriente en un campo magnético experimentará una fuerza y ​​puede ser acelerado por ese campo magnético. El trabajo realizado requiere energía que tenía que venir de algún lado, y esa es la energía en el campo magnético.

Porque un campo tiene la capacidad de hacer trabajo, mover una partícula cargada o actuar como un imán. En un inductor, crea un flujo de campo magnético φ = LxI, donde L es inductancia e I la corriente en la bobina, el voltaje en la bobina es dφ / dt y P = V x I

Entonces P = (L x dI / dt) x I y variación de energía dW = P x dt = L x I x dI

W = (1/2) x L x I ^ 2, la energía del campo está relacionada con I ^ 2.

Cortar bruscamente I del inductor es una mala idea, ¡la “liberación” de energía se logra con alto voltaje inducido!