Inzet van een elektrisch veld op de ladingsverplaatsing

Op elke lading die is opgeslagen in het elektrische veld wordt uitgeoefend. Hierbij wordt de beweging van lading in een gebied gedefinieerd door de werking van het elektrische veld. Hoe kan dit werk berekenen?

Werking van het elektrische veld electrocharge migreren langs de geleider. Het zal gelijk zijn aan het product van spanning, stroom en tijd besteed aan het werk.

Het toepassen van de formule voor de wet van Ohm, kunnen we een paar verschillende opties voor de formule voor de berekening van de huidige werk te krijgen:

A = UIT = I²R˖t = (U² / R) T.

Overeenkomstig de energiebesparing wet werking van het elektrische veld energie gelijk aan een verandering van een enkele keten gedeelte, en daardoor de energie die vrijkomt door de geleider, is gelijk aan de stroom zijn.

We drukken in het SI-systeem:

[A] = VAS = VTS J =

1 kVt˖chas J = 3.600.000.

Experimenten werden uitgevoerd. Beschouw de verplaatsing van lading in hetzelfde gebied, dat wordt gevormd door twee op afstand evenwijdige platen A en B en geladen met tegengestelde ladingen. In dit veld krachtlijnen over zijn lengte loodrecht op deze platen, en wanneer de plaat een positief geladen is, dan de veldsterkte E wordt vanuit A naar B.

Neem aan dat een positieve lading q verplaatst van punt A naar punt b langs een willekeurige baan ab = s.

Aangezien de kracht die op de lading die is opgeslagen in het veld gelijk aan F = qE, de werkzaamheden tijdens beweging van lading in het gebied volgens een vooraf bepaald pad wordt gedefinieerd door de vergelijking zijn:

A = Fs cos α, of A = QFS cos α.

Maar s cos α = d, waarbij d - afstand tussen de platen.

Volgt: A = Qed.

Laten we nu de lading q van a en b in feite ACB bewegen. Werking van het elektrische veld op deze manier gedaan, is de som van de werkzaamheden in sommige gebieden: ac = s₁, cb = s₂, dwz

A = qEs₁ cos α₁ + qEs₂ cos α₂,

A = qE (s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂,).

Maar s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂ = d en dus ook in dit geval A = Qed.

Tevens wordt aangenomen dat de lading q beweegt van A naar B een willekeurige curve. Om het werk op dit gekromde baan te berekenen, is het noodzakelijk om het veld delamineren tussen de platen A en een hoeveelheid evenwijdige vlakken die zo dicht bij elkaar dat de afzonderlijke secties van de baan en tussen de vlakken rechte kan worden beschouwd.

In dit geval, de werking van de elektrische velden gegenereerd bij elk van de segmenten datapad wordt A₁ = qEd₁, waarbij d₁ - de afstand tussen twee aangrenzende vlakken. Een volledige werkzaamheden helemaal d is gelijk aan het product van de som d₁ qE en een afstand d gelijk zijn. Aldus als gevolg van de gekromde baan is gelijk aan het werk A = Qed zijn.

De voorbeelden door ons beschouwd, blijkt dat de werking van het elektrische veld op de verplaatsing van lading vanaf elk punt naar een andere onafhankelijk van de vorm van de bewegingsbaan en hangt uitsluitend af van de positiegegevens in het veld.

Daarnaast weten we dat het werk dat wordt gedaan door de zwaartekracht wanneer het lichaam beweegt op een hellend vlak met een lengte L, gelijk aan het werk zodat het lichaam bij vallen van een hoogte h en de hoogte van het hellende vlak is. Daarom is de taak van de zwaartekracht of met name de werkzaamheden van het bewegen van het lichaam wanneer een gravitatieveld ook niet afhankelijk van de vorm van het pad en alleen afhangt van het verschil van de hoogte van het begin- en eindpunt van het pad.

Zo is het mogelijk om aan te tonen dat een dergelijke belangrijke eigenschap niet alleen uniform, maar ook al het elektrisch veld kan hebben. Soortgelijke geldt voor de zwaartekracht.

Werking van een elektrostatisch veld voor het bewegen van de lading van het ene punt naar het andere punt wordt bepaald door een lineaire integraal:

A₁₂ = ∫ L₁₂q (EDS),

waarbij L₁₂ - de baan van de lading, dl - een minieme verplaatsing langs het traject. Als het circuit gesloten is, wordt de integralensymbool gebruikt ∫; In dit geval wordt aangenomen dat de gekozen richting bypass circuit.

Werkzaamheden elektrostatische kracht niet afhankelijk van de vorm van de baan, maar alleen op de coördinaten van het beginpunt en eindpunt van de verplaatsing. Bijgevolg het krachtveld conservatief, en het veld zelf - mogelijk. Het is vermeldenswaard dat het werk van elke conservatieve kracht langs een gesloten pad is nul.