La densidad de energía es la cantidad de energía almacenada en una región por unidad de volumen. Es una medida útil cuando se trata de campos eléctricos y magnéticos. La idea también se utiliza en la investigación nutricional, aunque el cálculo en esta disciplina se conoce como densidad calórica. El valor es un parámetro útil especialmente cuando se comparan diferentes combustibles. Por ejemplo, el combustible de hidrógeno tiene una menor densidad de energía que la gasolina. Una mayor densidad de energía indica que más energía puede ser almacenado o transportado por la misma cantidad de masa.
Instrucciones
1 Anote la fórmula para derivar la densidad de energía "D", que es la siguiente: D = E ÷ V, donde "E" es la energía total del sistema, y "V" es el volumen del sistema que está trabajando . Por ejemplo, si desea calcular la densidad de energía de un campo magnético emitido por una bobina de alambre que forma un conductor, entonces usted tiene que considerar la energía del campo magnético y el volumen del solenoide ocupa.
2 Determinar la energía "E" total de la disposición en la energía cinética E = + energía potencial. Este valor dependerá de qué tipo de sistema que está considerando. Para nuestro ejemplo del solenoide, la energía cinética será cero y la energía potencial creado a partir del campo magnético es: Potencia x cambio en el tiempo = ½ x L x I², donde "L" es la inductancia lo largo de la bobina de alambre y " I "es la corriente a lo largo del alambre. La energía total del sistema sería entonces igual E = 0 + ½ x L x I² = ½ x L x I².
3 Derivar una fórmula para el volumen del sistema. Para nuestro ejemplo, la forma del sistema es de solenoide y el volumen de un solenoide es comparable al volumen de un cilindro que es V = A x l. El símbolo "A" es el área de la sección transversal del cilindro formado por el solenoide y "l" es la longitud del cilindro.
4 Enchufe sus valores en la ecuación densidad de energía y simplificarlo. Para un campo magnético L = (N $ ² $ μ x x A) ÷ L y I = (xl B) ÷ (μ x N), por lo que la ecuación de densidad de energía para el campo magnético que simplificaría ser E = (1/2 x B² ) / μ. El símbolo es μ es la permeabilidad del espacio libre o magnético constante igual a 0,000001256 N / A $ ² en unidades del SI y "B" es la cantidad de densidad de flujo magnético genera el campo.
5 Resolver la ecuación de densidad de energía se derivan usando una calculadora. Por ejemplo, si la densidad de flujo magnético generado por el solenoide es 30 N / Am Newtons ÷ (Amperios x metros) o 30 T, Teslas que la densidad de energía para el campo magnético sería E = (1/2 x B²) ÷ μ = [x ½ (30 N / Am) ²] ÷ 0,000001256 N / A $ ² = 35,8 N / m².