Opslag in een magnetisch veld

Spoel

Elektrische energie kan ook worden opgeslagen in een magnetisch veld, in een spoel, door een gelijkstroom door de spoel te sturen. De energie Q die in de spoel wordt opgeslagen is gelijk aan:

Q = ½ L I²   Joule

De opgeslagen energie is dus evenredig met de stroom in het kwadraat. L is de inductiviteitswaarde van de spoel. Voor een cilindrische spoel met straal R en met N wikkelingen om de cilinder wordt de inductiviteit L gegeven door:

L = F R N²    Henry

F is een vormfactor die afhangt van de vorm van de spoel.

In de spoel heerst een magnetisch veld H. De energiedichtheid Q_v van de spoel, de energie per volume-eenheid, wordt bepaald door de magnetische veldsterkte H.

Q_v = ½ μ_o μ_r H²    J/m³

Hierin is μ_o de magnetische constante (magnetisch permitiviteit van vacuüm, μ_o = 4 π 10^-7 H/m), μ_r is de relatieve permeabiliteit. Hoe hoger de relatieve permeabiliteit van de spoel en hoe hoger de magnetisch veldsterkte, hoe hoger de energiedichtheid. De veldsterkte H is evenredig met het aantal wikkelingen N van de spoel en de stroom I door de spoel.