장 에너지 밀도 계산기

전기장과 자기장은 자신이 차지하는 공간 전체에 에너지를 저장합니다. 에너지 밀도는 단위 부피당 저장된 에너지이며 줄 매 세제곱미터로 표시합니다. 이 계산기는 선형 등방성 매질의 전기장 기여분, 자기장 기여분 및 합계를 계산합니다. 커패시터, 인덕터, 솔레노이드, 전송선, 전자기파, 절연 시스템처럼 장 에너지가 한 점이 아니라 공간에 분포하는 장치 연구에 유용합니다. 전기장 에너지 밀도는 절대 유전율과 전기장 세기의 제곱을 곱한 값의 절반입니다. 절대 유전율은 진공 유전율에 매질의 상대 유전 상수를 곱한 값입니다. 계산기는 약 8.8541878128 × 10^-12패럿 매 미터의 진공 유전율을 사용합니다. 같은 전기장에서 상대 유전율이 클수록 더 많은 전기 에너지가 저장됩니다. 다만 실제 커패시터 문제에서는 전압, 자유 전하, 형상이 유전체 삽입에 따른 전기장 변화를 결정하므로 무엇을 일정하게 유지하는지에 따라 올바른 비교가 달라집니다. 자속 밀도 B로 나타낸 자기장 에너지 밀도는 B의 제곱을 절대 투자율의 두 배로 나눈 값입니다. 절대 투자율은 진공 투자율과 상대 투자율의 곱이며, 진공 투자율은 약 1.25663706212 × 10^-6헨리 매 미터입니다. 이 입력은 테슬라 단위의 B이므로 B를 고정하고 투자율을 높이면 계산된 밀도가 감소합니다. 대신 자기장 세기 H를 고정하는 문제라면 동등한 식은 투자율과 H의 제곱의 곱의 절반입니다. 공식은 유전율과 투자율이 장의 세기, 방향, 주파수, 온도, 위치에 따라 변하지 않는 선형 물질을 가정합니다. 강자성 코어에는 비선형성, 히스테리시스, 주파수 의존성이 있을 수 있고 유전체에는 손실과 분산이 나타날 수 있습니다. 따라서 이 도구는 완전한 유한 요소 또는 손실 해석이 아니라 이상적인 국소 에너지 밀도 추정을 제공합니다. 시간에 따라 변하는 신호는 실효값 또는 피크값을 일관되게 입력하세요. 정현파의 순간 밀도는 한 주기 동안 변하며, 시간 평균 계산에는 적절한 실효값 규약이 필요합니다. 개별 결과는 전기장과 자기장 중 어느 저장 방식이 우세한지 보여 주며 전자기 설계 및 물리 연습 문제의 빠른 확인을 돕습니다.