Energien af det elektriske felt

Taler om , hvad energien af det elektriske felt, er det nødvendigt at påpege, at det er vigtige parametre. På trods af, at begrebet "energi" i sig selv er helt fortrolig, og ved første øjekast, indlysende, i dette tilfælde, du har brug for en god forståelse af, hvad der er på spil. For eksempel som det er kendt, energien af det elektriske felt kan måles ved enhver vilkårlig dens niveau, konventionelt fastlagt oprindelse (dvs. nul). Selv om dette giver en vis fleksibilitet i fremstillingen af beregninger, kan en fejl føre til en meget anderledes regnekraft. I øjeblikket vil vi afklare senere, ved hjælp af formlen.

Energien af det elektriske felt er direkte relateret til interaktionen mellem to eller flere punktladninger. Betragt tilfældet med to afgifter - 1. og 2. kvartal. Den potentielle energi af det elektriske felt (i dette tilfælde - elektrostatik) er defineret som:

W = (1/4 * Pi * E0) / (q1 * q2 / r),

hvor E0 - spænding, r - afstand mellem opladninger, Pi - 3,141.

Siden det første felt virker på den anden (og vice versa), så disse felter definerer potentialerne. Den første ladning har en effekt på den anden:

W = 0,5 * (q1 * FI1 + q2 * Fi2).

I denne formel (angivet med 1), er der to nye værdier - FI1 og Fi2. Vi beregner dem.

FI1 = (1/4 * Pi * E0) / (q2 / r).

overensstemmelse hermed:

Fi2 = (1/4 * Pi * E0) / (q1 / r).

Nu det første vigtige punkt er formlen "1" indeholder to udtryk (q * Fi), faktisk repræsenterer interaktionen energi og ladning faktor på 0,5. Men energien af det elektriske felt - det er ikke en del af afgifter, derfor, at tage hensyn til denne funktion, er det nødvendigt at indføre en korrektion, "0.5".

Som allerede nævnt, samspillet har på hinanden flere afgifter (ikke nødvendigvis kun to). I dette tilfælde er energitætheden af det elektriske felt ovenfor. Dens værdi kan findes som summen opnået for hvert par af data.

Nu tilbage til spørgsmålet om valg af den i starten af denne artikel reference. fra formlerne Det følger således, at hvis beregningen udføres med hensyn til vilkårlige punkter, afstanden fra de byrder, som går mod uendelig, resultatet er værdien af det arbejde, som har gjort det område, forskellige ladninger fra hinanden ved en uendelig afstand. Men hvis det er nødvendigt at kende værdien af feltarbejdet brugt i en forholdsvis lille bevægelse af ladninger selv, kan referencepunktet vælges enten, da værdien beregning resulterer er uafhængig af valget af referencepunkt.

Her er et eksempel, da den kan anvendes i praktiske beregninger. For eksempel er der tre af afgiften, den rumlige konfiguration som er en trekant. Afstand (r) mellem q1, q2 og q3 er ens.

Vi beregner potentialet:

Fi = 2 * (k / 4 * Pi * E0 * r).

Vi kan nu bestemme interaktionen energi afgifter selv:

W0 = 3 * ((q * q) / 4 * 3,141 * E0 * r).

Det er det arbejde, der vil blive gjort, når de flytter til en uendelig afstand.

Hvis forskydningen af alle tre er afledt af det fælles centrum af det samme beløb, den trekant dannet med sider r1 (mod tidligere r).

Bestem den energi:

W = 3 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r1).

I dette tilfælde kan vi tale om at reducere den samlede energiværdi af hele systemet af tre afgifter. Det skal bemærkes, at hvis værdien af r1 (r) mod uendelig, begyndelsesenerginiveauet og det arbejde, er lige.

Komplicere opgaven, og fjerne fra systemet en tilfældig afgift. Resultatet er et klassisk eksempel på to, som er anbragt i en afstand r.

Energien af et sådant system er lig med:

W = (q * q) / (4 * Pi * E0 * r).

En boks vil gøre arbejdet på bevægelsen selv, som er numerisk lig med:

A = 2 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r).

Så alt blot: at fjerne en yderligere afgift vil resultere i, at den samlede energi er lig med nul (ingen clearance). I dette tilfælde, det arbejde og inden for numerisk udlignet. Med andre ord er den oprindelige energi fuldstændigt omdannet til arbejde.

Beregninger relateret til bestemmelse af energien til det elektriske felt er generelt bruges til udvælgelse af kondensatorer. Efter hver sådan anordning består af to plader adskilt af en afstand r, ved hver af hvilke afgiften er koncentreret.