1. Elektriska fält:
* kondensatorer: Kondensatorer lagrar energi genom att skapa ett elektriskt fält mellan två ledande plattor separerade med ett dielektriskt material. Den lagrade energin är proportionell mot kapacitansen och spänningsfyrkanten över plattorna.
* Polariserad dielektrik: Material som keramik och vissa plast blir polariserade när de utsätts för ett elektriskt fält, vilket effektivt lagrar energi. Detta beror på anpassningen av molekyler i materialet.
2. Magnetfält:
* induktorer: Induktorer lagrar energi genom att skapa ett magnetfält runt en trådspole när strömmen flyter genom den. Den lagrade energin är proportionell mot induktansen och kvadratet för strömmen.
* Magnetmaterial: Ferromagnetiska material som järn kan magnetiseras, vilket innebär att de kan lagra energi i sina magnetiska domäner. Detta är grunden för magnetiska lagringsenheter som hårddiskar.
Hur energi lagras i fält:
Nyckeln till att förstå hur energi lagras i fält ligger i begreppet potentiell energi.
* elektriska fält: I ett elektriskt fält upplever en laddad partikel en kraft. Arbetet måste göras för att flytta en laddad partikel mot denna kraft, och detta arbete lagras som potentiell energi inom det elektriska fältet. Ju starkare fältet är, desto mer potentiell energi kan lagras.
* magnetfält: I likhet med elektriska fält upplever en rörlig laddad partikel en kraft i ett magnetfält. Denna kraft är vinkelrätt mot partikelns hastighet och magnetfältriktningen. Återigen görs arbete för att flytta en laddning mot denna kraft och lagra energi i magnetfältet.
Nyckelpunkter:
* Energi är inte lokaliserad: Energi som lagras i fält finns inte i specifika punkter inom fältet utan snarare distribueras över fältet.
* täthet av energi: Energitätheten för ett fält (energi per enhetsvolym) är proportionell mot kvadratet för fältstyrkan.
* Konvertering: Energi som lagras i fält kan omvandlas till andra former av energi, såsom kinetisk energi (t.ex. när en kondensator lossnar) eller värmeenergi (t.ex. i ett motstånd).
Exempel:
* Lightning: Den stora mängden energi som lagras i det elektriska fältet mellan ett moln och marken släpps under en blixtnedslag.
* elektromagnetter: Energi lagrad i magnetfältet för en elektromagnet används för att lyfta tunga föremål.
* Radiovågor: Radiovågor överför energi genom att föröka elektromagnetiska fält.
Att förstå hur energi lagras i fält är grundläggande för olika tekniker, inklusive elektronik, telekommunikation och energilagring.
