Hoe te energiedichtheid Bereken

energiedichtheid is de hoeveelheid energie die is opgeslagen in een regio per volume-eenheid . Het is nuttig meting bij de behandeling van elektrische en magnetische velden . Het idee wordt ook gebruikt in voedingsonderzoek , hoewel de omzetting in het vakgebied bekend als calorische dichtheid . De waarde is een nuttige parameter bijzonder wanneer vergelijken van verschillende brandstoffen . Bijvoorbeeld , waterstof een lagere energiedichtheid dan benzine . Een hogere energiedichtheid betekent dat meer energie kan worden opgeslagen of vervoerd om dezelfde hoeveelheid massa . Wat je nodig hebt
Calculator
Toon meer instructies
1

Noteer de formule voor het afleiden energiedichtheid "D ", luidt als volgt : D = E & # XF7 ; V , waarbij " E " is de totale energie van het systeem , en "V " is het volume van het systeem waarmee u werkt . Bijvoorbeeld, als je wilde de energiedichtheid van een magnetisch veld uitgezonden door een spoel van draad vormen een geleider te berekenen , dan moet je de energie van het magnetische veld en het volume de spoel neemt overwegen .

2

Vind de totale energie "E" van de regeling waarbij E = kinetische energie + potentiële energie . Deze waarde hangt af van wat voor soort systeem dat u overweegt . Voor ons voorbeeld van de solenoïde , de kinetische energie nul en de potentiële energie die uit het magnetisch veld : vermogen x verandering in de tijd = ½ x L x I ² , waarbij " L " de inductantie over de spoel en "I " is de stroom langs de draad . De totale energie van het systeem zou dan gelijk E = 0 + ½ x L x I ² = ½ x L x I ² .

Leid 3 een formule voor het volume van het systeem . Voor ons voorbeeld , de vorm van het systeem solenoïde en het volume van een solenoïde is vergelijkbaar met het volume van een cilinder die is V = A x l . Het symbool " A " is de dwarsdoorsnede van de cilinder gevormd door de solenoïde en " l" is de lengte van de cilinder.
4

Sluit de waarden in de energiedichtheid vergelijking en vereenvoudigen . Voor een magnetisch veld L = ( μ x N ² x A ) ÷ l en I = ( B x l ) ÷ ( μ x N ) , zodat de energiedichtheid vergelijking voor het magnetisch veld zou vereenvoudigen voor E = ( 1/2 x B ² ) /μ . Het symbool μ wordt is de permeabiliteit van vrije ruimte of magnetische constante gelijk aan 0,000001256 N /A ² in SI-eenheden en " B " is het bedrag van de magnetische fluxdichtheid het veld genereert .
5

Los de energiedichtheid vergelijking die u afgeleid met behulp van een rekenmachine . Als bijvoorbeeld de magnetische fluxdichtheid opgewekt door de elektromagneet 30 N /Am Newton ÷ ( Ampers x meter ) of 30 T , Teslas dan de energiedichtheid van het magnetisch veld zou zijn E = ( 1/2 x B ² ) ÷ μ = [ ½ x ( 30 N /Am ) ² ] ÷ 0,000001256 N /A ² = 35.8 N /m ² .