Como calcular a densidade de energia

densidade de energia é a quantidade de energia armazenada em uma região por unidade de volume . É uma medida útil ao lidar com campos elétricos e magnéticos . A ideia é também utilizada na investigação nutricional , embora o cálculo nesta disciplina é conhecido como densidade calórica . O valor é um parâmetro útil especialmente quando se comparam os diferentes combustíveis . Por exemplo, combustível de hidrogênio tem menor densidade de energia do que a gasolina . A densidade de energia mais elevada indica que mais energia pode ser armazenada ou transportada para a mesma quantidade de massa . Coisas que você precisa
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Anote a fórmula para derivar densidade de energia "D ", que é a seguinte: D = E & # XF7 ; V, onde "E" é a energia total do sistema, e "V" é o volume do sistema que você está trabalhando. Por exemplo, se você quiser calcular a densidade de energia de um campo magnético emitido a partir de uma bobina de fio formando um condutor, então você vai ter que considerar a energia do campo magnético e do volume do solenóide ocupa.

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Encontre o total de "E" de energia do arranjo onde E = energia energia cinética + potencial . Este valor vai depender do tipo de sistema que você está considerando. Para o nosso exemplo do solenóide , a energia cinética será zero ea energia potencial criada a partir do campo magnético é : power x mudança no tempo = ½ x L x p, em que " L " é a indutância ao longo da bobina de fio e " I " é a corrente ao longo do fio . A energia total do sistema seria então igual E = 0 + ½ x L x I ² = ½ x L x I ² .
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derivar uma fórmula para o volume do sistema. No nosso exemplo , a forma do sistema de solenóide e é o volume de um solenóide é comparável ao volume de um cilindro que é V = A x l . O símbolo " A" é a área da secção transversal do cilindro formado pelo solenóide e " L " é o comprimento do cilindro .
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Plug seus valores na equação de densidade de energia e simplificá-lo . Para um campo magnético L = ( μ x N ² x A) ÷ l e I = (B x l) ÷ ( μ x N ) , de modo que a equação de densidade de energia para o campo magnético simplificaria é E = ( 1/2 x B ² ) /μ . O símbolo μ está é a permeabilidade do espaço livre ou constante magnética igualando 0,000001256 N /A ² em unidades SI e "B" é a quantidade de densidade de fluxo magnético do campo gera .
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Resolva a equação da densidade de energia que você derivadas utilizando uma calculadora. Por exemplo , se a densidade de fluxo magnético gerada pelo solenóide é de 30 N /Am Newtons ÷ ( Amperagem x metros) ou 30 T , Teslas do que a densidade de energia para o campo magnético seria E = (1/2 x B ²) ÷ μ = [ ½ x (30 N /Am ) ²] ÷ 0,000001256 N /A ² = 35,8 N /m ².