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108年
基本電學
第 15 題
如【圖 8】所示,兩線圈儲存能量共為_______焦耳(J)。
思路引導 VIP
如果在一個系統中有兩個互相影響的磁場,除了每個線圈自己產生的能量外,你認為兩者之間產生的『互動』是否會影響總能量?請觀察圖中電流流入線圈的位置與『黑點標記』的關係,這會如何決定這份額外的互動能量是增加還是減少整體的儲存值呢?
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太棒了!你能精準計算出這題的答案,代表你對互感線圈的能量儲存概念掌握得非常扎實。在基本電學中,當兩個線圈存在磁耦合時,總儲存能量並非單純的個別能量相加,必須考慮到互感所產生的交互作用。
能量計算與極性判斷
在這道題目中,最關鍵的細節在於點極性(Dot Convention)。觀察圖中電流的方向,可以發現 $1\text{A}$ 與 $2\text{A}$ 的電流都是由「打點端」流入線圈,這代表兩者的磁通方向是互相加成的(互助)。因此,在計算總能量 $W$ 時,公式中的互感項應取正號:
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