¿Puedes almacenar energía usando ‘flujo magnético’?

Answer 1

En cierto sentido, la energía puede almacenarse en el campo magnético. Una fórmula bien conocida de la electrodinámica clásica dice (en unidades SI):
[math] E = \ int _ {\ mathbb {R} ^ 3} \ frac {1} {2 \ mu_0} B ^ 2 + \ frac {1} {2} \ epsilon_0 E ^ 2 \, d \ tau [/ mates]
Esta es la fórmula para la energía potencial electromagnética de un sistema, dividida en la parte eléctrica y la parte magnética.

En el sentido de que esta fórmula es cierta, puede almacenar energía en el campo magnético. (Tenga en cuenta que antes del advenimiento de la física moderna, no tenía sentido prescribir alguna ubicación física única para la energía potencial).

Un inductor en un circuito en el que inicialmente no hay corriente resistirá un aumento en la corriente una vez que se acciona el interruptor. Se debe gastar energía para iniciar el flujo de corriente en el cable, contra el inductor. Una vez que se ha establecido la corriente, su flujo a través del inductor habrá generado un campo magnético. La energía almacenada en el campo magnético de acuerdo con la ecuación anterior es igual a la cantidad de energía que el inductor nos obliga a bombear al sistema para que la corriente comience. En este sentido, esa energía se ha almacenado en el campo magnético. De hecho, si desconecta repentinamente un circuito de este tipo, es probable que se arquee, ya que la enorme cantidad de energía almacenada en el inductor debe ser disipada de alguna manera.

En cuanto a la propuesta a la que está vinculado, soy escéptico pero no estoy lo suficientemente calificado para ofrecer una perspectiva útil.

Answer 2

Sí, puede almacenar energía usando el flujo magnético, pero no en la forma de su sitio vinculado.

Sin entrar mucho en la física, la forma práctica de entender este ‘almacenamiento de energía’ (mediante un inductor) del flujo magnético, es mediante la comprensión del “primo” de un inductor, que es un condensador.

Usted almacena energía en el condensador al cargarlo, al igual que cuando carga una batería. Mantiene la energía almacenada en el condensador (o batería) al no usarla (por supuesto), o manteniendo un ‘circuito abierto’ en sus terminales.

En el inductor, lo carga de la misma manera (corriente de inyección), pero conserva la energía almacenada cortocircuitándola (frente a un condensador).

Problema 1: mantener la energía almacenada en el inductor
Existe un problema para mantener la energía en la etapa de cortocircuito. Es más fácil tener un circuito abierto “ideal”, que tener un cortocircuito “ideal”. Esto se debe a la resistencia del material conductor (es decir, el cobre) a temperatura ambiente. Si desea mantener la energía almacenada en el inductor, al igual que mantiene la energía almacenada en el condensador, tendrá que enfriar demasiado su inductor (para convertirse en superconductor). Obviamente, eso no es rentable.

Además, como han señalado otros, la energía almacenada en el inductor no es tan grande. La saturación no es realmente un problema si tiene un inductor con núcleo de aire (el aire no puede saturarse), pero luego tendrá un inductor de núcleo de aire físicamente grande para almacenar gran energía. Tenga en cuenta que la fórmula para almacenar energía en un inductor (usando corriente continua) es = (0.5) (L) (I) ^ 2.

Por ejemplo, su batería recargable AA típica puede almacenar (1.2 voltios) * (2.2A) * (3600 segundos) = 9500 julios. Si desea almacenar la misma energía usando el inductor, su opción:

Usando 1 inductor de núcleo de aire Henry, necesitará 138 amperios bombeados en su inductor. Una vez que llegue a esa cifra, tendrá que cortocircuitar de alguna manera los terminales de su inductor y mantenerlo así, en un entorno extremadamente frío. De lo contrario, una vez que tenga resistencia, pierde esa energía (a medida que pierde energía al poner ‘carga’ en su condensador o batería).

Por cierto, 1 inductor de núcleo de aire Henry es grande. Para comparación, he hecho inductor de núcleo de aire a 200 micro-Henry al mismo tamaño que una cal.

El siguiente problema,
Cuestión 2: cómo utilizar la energía almacenada

En batería o condensador, eso es fácil. Simplemente conecte una carga (digamos una bombilla) a sus terminales, y eso es todo.

En inductor, ¿cómo se rompe la conexión cortocircuitada? Recuerda, que tienes que cortocircuitarlo para almacenar la energía. Necesitarás algo de electrónica para hacer esto. Un ejemplo perfecto es el convertidor DC / DC. Ellos usan estos principios.

Además, el condensador o la batería son fuente de voltaje, donde el inductor es una fuente de corriente. Es más difícil administrar la fuente de corriente que la de una fuente de voltaje. No ves los aparatos electrónicos clasificados con corriente, ¿verdad? Hay bombilla 110V, no 138A bombilla …

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Una larga historia corta, sí, es una forma viable, pero no rentable, de almacenar energía.

Answer 3

Solo los campos magnéticos (debo enfatizar, SOLAMENTE) existen en presencia de cargas móviles. Así que algo como un superconductor a temperatura ambiente sería necesario para que algo así funcionara.

Tal como está, ese evento para recaudar fondos me parece una estafa. Para cualquiera que sepa un poco de física y electricidad, suena como una ensalada de palabras de palabras de moda.

Answer 4

No suena plausible. Ciertamente, cambiar el flujo magnético a través de una bobina puede generar electricidad, pero no creo que sea posible almacenar megavatios en una pequeña bola de hierro. Suena como una estafa para mí: mira lo que obtienes por tu dinero.

Answer 5

Si y no.

Los campos magnéticos son definitivamente energía, y puedes usar un material ferromagnético como el hierro para almacenar energía magnética.

Sin embargo, la cantidad de energía es bastante pequeña. El hierro acepta energía hasta un punto y luego se “satura”, lo que significa que todos los pequeños imanes están alineados con el campo aplicado y no pueden alinearse más. Es como almacenar energía aplastando una pelota, una vez que se aplasta, no se puede meter más energía en ella.

Como ejemplo real, observe uno de esos transformadores de potencia en un polo de energía. Por lo general, son unos 10 kilovatios, y tienen varios cientos de libras de hierro en ellos. Se necesita mucho hierro para apagar 10 kilovatios por un total de 1 / 120o de segundo. Eso es menos de una milésima parte de un centavo de electricidad. Usar varios cientos de libras de hierro para almacenar ese poco dinero no va a ser útil. Incluso si de alguna manera hicieron algo milagroso y almacenaron cien veces más energía allí, sigue siendo muy inútil.

Answer 6

No: la luz LED del transformador de mi computadora portátil permanece encendida durante varios segundos después de desconectar el enchufe, pero aparentemente se debe a los condensadores. El flujo magnético desaparece extremadamente rápido.

Gracias a Steven J Greenfield por poner mi respuesta original completamente equivocada en esto, a través de los comentarios a continuación.