Hur man beräknar energidensitet

Energitätheten är den mängd energi som lagras i en region per volymenhet . Det är ett användbart mått när det handlar om elektriska och magnetiska fält . Tanken är också används i näringsforskning , även om beräkningen i denna disciplin är känd som kaloritäthet . Värdet är en användbar parameter speciellt när man jämför olika bränslen . Exempelvis har vätgas lägre energitäthet än bensin. En högre energitäthet indikerar att mer energi kan lagras eller transporteras för samma mängd massa. Detta är vad du behöver
Kalkylator
Visa fler Instruktioner
1

Skriv ner formeln för att härleda energitäthet " D ", som är följande : D = E & # xF7 ; V, där "E" är den totala energin i systemet , och "V" är volymen av det system du arbetar med. Till exempel , om du ville att beräkna energitätheten i ett magnetiskt fält som sänds ut från en spole av tråd som bildar en ledare , då måste du tänka på energin i magnetfältet och volym solenoiden tar upp .

2

Hitta den totala energin "E" hos arrangemanget där E = kinetisk energi + potentiell energi. Detta värde beror på vilken typ av system du funderar . I vårt exempel av solenoiden , kommer den kinetiska energin är noll och den potentiella energin som skapas från det magnetiska fältet är : kraft x förändring i tid = ½ x L x I ², där "L" är induktansen utmed spole av tråd och "I" är den aktuella längs tråden . Den totala energin i systemet skulle då lika E = 0 + ½ x L x I ² = ½ x L x I ² . Addera 3

Härled en formel för volymen av systemet. I vårt exempel är systemets form solenoid och volymen av en solenoid är jämförbar med volymen av en cylinder som är V = A x liter. Symbolen " A" är tvärsnittsarean hos den cylinder som bildas av solenoiden och "l" är längden av cylindern.
4

anslut värden i energitäthet ekvationen och förenkla den. För ett magnetfält L = ( μ x N ^ x A ) ÷ l och I = (B x L ) ÷ ( μ x N) , så att energitätheten ekvationen för magnetfältet skulle förenkla vara E = (1/2 x B ² ) /μ . Symbolen μ är är permeabiliteten ledigt utrymme eller magnetisk konstant lika med 0,000001256 N /A ² i SI-enheter och " B " är mängden magnetisk flödestäthet fältet genererar .
5

Lös energitäthet ekvation du härleds med hjälp av en miniräknare . Till exempel, om den magnetiska flödestätheten som alstras av solenoiden är 30 N /AM Newton ÷ ( Ampers x meter ) eller 30 T , Teslas än energitätheten för magnetfältet skulle vara E = ( 1/2 x B ² ) ÷ μ = [ ½ x ( 30 N /Am ) ² ] ÷ 0,000001256 N /A ^ = 35,8 N /m² . Addera