Куда уходит энергия в электромагните?

Question

По закону сохранения энергии не бывает такого, что энергия уходит в никуда. А если электромагнит включен, но рядом нету никаких предметов для притягивания, куда тратится электричество? На нагрев самого магнита?

Answer 1

Электромагнит запитывается от постоянного тока и в стационарном режиме ведет себя как обычный резистор с прикрученным дополнительно постоянным магнитным полем, которое один фиг постоянно.

Так что см. закон Джоуля-Ленца - в стационарном режиме всё идет на нагрев, а реактивная часть сопротивления равна нулю.

Answer 2

Ты можешь подвесить вертолет на тросе - и пусть висит, бесплатно.
А можешь его подвесить на собственной тяге - и пусть выжигает топливо, а результат все равно такой же, висение на месте. Так куда затрачивается энергия?

Когда электромагнит включается, энергия расходуется на создание напряженности поля вокруг магнита. Поле - вещь упругая, и чтобы его деформировать, таки нужно приложить силу. Как на сжатие надувного мяча или растягивание пружины.
Но потом, когда уже течет постоянный ток и напряженность поля больше не изменяется - энергия тратится только на преодоление омического сопротивления обмотки, т. е, на е нагревание.
Если обмотку сделать из сверхпроводника, который не имет сопротивления, и поэтому не нагревается током - тогда энергия будет расходоваться один раз, кратковременно, при включении. А потом обмотку можно просто закоротить - и ток будет по ней бегать уже сам собой, по инерции. И магнитное поле ТОЖЕ продолжит существовать без всяких затрат энергии. Именно поэтому сверхпроводник может бесплатно левитировать в магнитном поле - он в это время САМ является "короткозамкнутым электромагнитом", и никакого питания не требует вобще.

Если же электромагнит питается переменным током - тогда он НЕПРЕРЫВНО изменяет напряженность поля, и энергия то расходуется на увеличение этой напряженности, то возвращается обратно при е уменьшении. Нагрев же проводников продолжает требовать расходов по-прежнему.

Answer 3

Да, на нагрев магнита через потери энергии в его проводах. Вот чтобы этого избежать, в БАКе стоят электромагниты с обмотками из сверхпроводника. Правда, все равно уйма энергии уходит на производство жидкого гелия для подержания сверхпроводимости температурой около абсолютного нуля - иначе утрачивается сверхпроводимость : (