Die energie van die elektriese veld

Praat oor wat die energie van die elektriese veld, is dit nodig om daarop te wys dat dit belangrik is parameters. Ten spyte van die feit dat die term "energie" self is nogal vertroud en, met die eerste oogopslag, voor die hand liggend, in hierdie geval, moet jy 'n goeie begrip van wat op die spel is. Byvoorbeeld, soos bekend is, die energie van die elektriese veld gemeet kan word op enige arbitrêre sy vlak, konvensioneel geneem as die oorsprong (dit wil sê, nul). Hoewel dit gee 'n paar buigsaamheid in die voorbereiding van berekeninge, kan 'n fout lei tot 'n heel ander rekenaar krag. Tans sal ons later verduidelik, met behulp van die formule.

Die energie van die elektriese veld is direk verwant aan die interaksie van twee of meer puntladings. Dink aan die geval van twee aanklagte - q1 en q2. Die potensiële energie van die elektriese veld (in hierdie geval - elektrostatika) word gedefinieer as:

W = (1/4 * Pi * E0) / (q1 * K2 / r),

waar E0 - spanning, r - afstand tussen ladings, Pi - 3,141.

Sedert die eerste veld tree op die tweede (en andersom), dan hierdie velde te definieer die potensiaal. Die eerste klag het 'n uitwerking op die tweede:

W = 0.5 * (q1 * Fi1 + q2 * Fi2).

In hierdie formule (aangedui deur 1), is daar twee nuwe waardes - Fi1 en Fi2. Ons bereken hulle.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (K2 / r).

Gevolglik:

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

Nou is die eerste belangrike punt is die formule "1" bevat twee termyne (q * Fi), eintlik verteenwoordig die interaksie energie en beheer faktor van 0,5. Maar die energie van die elektriese veld - dit is nie deel van 'n aanklag, dus rekening hou met hierdie funksie neem, is dit nodig om 'n regstelling te stel, "0.5".

Soos reeds genoem, die interaksie op mekaar verskeie aanklagte (nie noodwendig net twee). In hierdie geval, die energiedigtheid van die elektriese veld hierbo. Die waarde daarvan kan gevind word deur optel, verkry vir elke paar van data.

Nou terug na die kwessie van die keuse van die in die begin van hierdie artikel genoem verwysing. So, uit die formules, volg dit dat indien die berekening uit met betrekking tot arbitrêre punte gedra, die afstand vanaf die aanklagte wat streef na oneindig, die resultaat is die waarde van die werk, wat die veld, verskillende aanklagte van mekaar op 'n oneindige afstand gedoen het. Maar as dit nodig is om die waarde van die veldwerk bestee in 'n relatief klein beweging van die koste self weet, die verwysingspunt kan óf gekies, aangesien die gevolglike waarde berekening is onafhanklik van die keuse van die verwysingspunt.

Hier is 'n voorbeeld, as dit gebruik kan word in praktiese berekeninge. Byvoorbeeld, daar is drie van die aanklag, die ruimtelike opset van wat is 'n driehoek. Afstand (r) tussen q1, q2 en q3 gelyk.

Ons bereken die potensiaal:

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

Ons kan nou bepaal die interaksie energie koste self:

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

Dit is die werk wat gedoen sal word wanneer hy na 'n oneindige afstand.

As die verplasing van al drie is afgelei van die gemeenskaplike middelpunt van dieselfde bedrag, die driehoek gevorm met kante R1 (teenoor die vorige r).

Bepaal die energie:

W = 3 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * R1).

In hierdie geval, kan ons praat oor die vermindering van die totale energie waarde van die hele stelsel van drie aanklagte. Dit sal opgemerk word dat indien die waarde van R1 (r) streef na oneindig, die aanvanklike energie en die werk wat gelyk is.

Bemoeilik die taak, en verwyder uit die stelsel 'n ewekansige beheer. Die resultaat is 'n klassieke geval van twee aanklagte geleë op 'n afstand r.

Die energie van so 'n stelsel is gelyk aan:

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

'N Boks sal die werk op die beweging self, wat is numeries gelyk aan doen:

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

Dan is alles eenvoudig: die verwydering van 'n verdere aanklag tot gevolg sal hê in wat die totale energie is gelyk aan nul (geen klaring). In hierdie geval, die werk en die veld van numeries gelyk. Met ander woorde, is die oorspronklike energie heeltemal omskep in werk.

Berekeninge wat verband hou met die bepaling van die energie vir die elektriese veld word oor die algemeen gebruik word vir die seleksie van kapasitors. Na elke sodanige toestel bestaan uit twee plate van mekaar geskei deur 'n afstand r, by elk van wat die klag is gekonsentreerde.