De energie van het elektrische veld

Praten over wat de energie van het elektrische veld, is het noodzakelijk om erop te wijzen dat het belangrijk is parameters. Ondanks het feit dat de term "energie" zelf is heel vertrouwd en, op het eerste gezicht voor de hand liggende, in dit geval, moet je een goed begrip van wat er op het spel staat. Bijvoorbeeld, zoals bekend, de energie van het elektrische veld kan worden gemeten op elk willekeurig het niveau conventioneel geldt als het begin (dat wil zeggen nul). Hoewel dit geeft enige flexibiliteit in de bereiding van berekeningen, kan een fout leiden tot een heel andere rekenkracht. Op dit moment zullen we later te verduidelijken, met behulp van de formule.

De energie van het elektrische veld is direct gerelateerd aan de interactie van twee of meer puntladingen. Neem het geval van twee heffingen - Q1 en Q2. De potentiële energie van het elektrisch veld (in dit geval - elektrostatica) wordt gedefinieerd als:

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

waarbij E0 - spanning, r - afstand tussen ladingen, Pi - 3.141.

Aangezien het eerste veld werkt op de tweede (en vice versa), dan zijn deze velden hier de mogelijkheden. De eerste lading heeft een effect op de tweede:

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

In deze formule (aangeduid met 1), zijn er twee nieuwe waarden - FI1 en Fi2. We berekenen hen.

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

Bijgevolg:

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

Nu de eerste belangrijke punt is de formule "1" bevat twee termen (q * Fi), zelfs die de interactie en belastingsdrempels factor 0,5. De energie van het elektrische veld - het is niet tot enige heffing derhalve verband met dit kenmerk te nemen, is het noodzakelijk om een correctie aan te brengen, "0.5".

Zoals reeds vermeld, de wisselwerking op elkaar hebben verschillende kosten (niet per se slechts twee). In dit geval is de energiedichtheid van het elektrische veld boven. Zijn waarde kan worden gevonden door het sommeren verkregen voor elk paar gegevens.

Nu terug naar de kwestie van de keuze van de in het begin van dit artikel genoemde referentie. Dus de formules volgt dat wanneer de berekening wordt uitgevoerd met betrekking tot willekeurige punten wordt uitgevoerd, de afstand van de heffingen die naar oneindig, het resultaat is de waarde van het werk, die het veld, verschillende ladingen van elkaar op een oneindige afstand heeft gemaakt. Maar als het noodzakelijk is om de waarde van het werk besteed aan een relatief kleine beweging van de ladingen zelf weten, het referentiepunt kan ofwel gekozen, omdat de resulterende berekening is onafhankelijk van de keuze van het referentiepunt.

Hier is een voorbeeld, als het kan worden gebruikt in de praktijk berekeningen. Zo zijn er drie van de lading, de ruimtelijke configuratie waarvan een driehoek. Afstand (r) tussen q1, q2 en q3 gelijk.

We berekenen de mogelijkheden:

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

We kunnen nu bepalen de interactie-energie laadt zichzelf:

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

Dit is het werk dat zal worden gemaakt bij het verplaatsen naar een oneindige afstand.

Indien de verplaatsing van de drie is afgeleid van het gemeenschappelijk centrum van dezelfde hoeveelheid, de driehoek met zijden r1 (tegen de vorige r).

Bepaal de energie:

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

In dit geval kunnen we praten over het verminderen van de totale energetische waarde van het hele systeem van de drie heffingen. Opgemerkt wordt dat wanneer de waarde van r1 (r) naar oneindig, het aanvankelijke energieniveau en de arbeid gelijk.

Bemoeilijken de taak, en uit het systeem een willekeurige lading. Het resultaat is een klassiek voorbeeld van twee ladingen zich op een afstand r.

De energie van een dergelijk systeem is gelijk aan:

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

Een doos zal het werk aan de beweging zelf, dat numeriek gelijk te maken:

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

Dan is alles eenvoudig: het verwijderen van een verdere lading tot gevolg, dat de totale energie is gelijk aan nul (geen speling). In dit geval, het werk en het veld van numeriek gelijkmaker. Met andere woorden, de oorspronkelijke energie volledig omgezet in het werk.

Berekeningen in verband met de bepaling van de energie voor het elektrische veld wordt algemeen gebruikt voor de selectie van condensatoren. Na elke dergelijke inrichting bestaat uit twee platen op een afstand r, in elk waarvan de lading wordt geconcentreerd.