Die Energie des elektrischen Feldes

Apropos , was die Energie des elektrischen Feldes, ist es notwendig , darauf hinzuweisen , dass es wichtige Parameter sind. Trotz der Tatsache, dass der Begriff „Energie“ sich sehr vertraut ist und auf den ersten Blick, offensichtlich, in diesem Fall müssen Sie ein gutes Verständnis von dem, was auf dem Spiel steht. Zum Beispiel, wie bekannt ist, kann die Energie des elektrischen Feldes an einer beliebigen seine Ebene gemessen werden, die üblicherweise als Ursprung genommen (das heißt, Null). Obwohl dies ein gewisse Flexibilität bei der Erstellung von Berechnungen gibt, kann ein Fehler zu einer ganz anderen Rechenleistung führen. Zur Zeit werden wir später klären, unter Verwendung der Formel.

Die Energie des elektrischen Feldes auf die Interaktion von zwei oder mehr Punktladungen direkt verwendet. Betrachten wir den Fall von zwei Ladungen – q1 und q2. Die potentielle Energie des elektrischen Feldes (in diesem Fall – Elektrostatik) ist definiert als:

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

wobei E0 – Spannung, r – Abstand zwischen den Ladungen, Pi – 3.141.

Da das erste Feld auf der zweiten (und umgekehrt) wirkt, so definieren diese Felder, um die Potentiale. Die erste Ladung hat eine Wirkung auf das zweite:

W = 0,5 * (q1 * Fi1 Fi2 + q2 *).

In dieser Formel (mit 1 bezeichnet), gibt es zwei neue Werte – Fi1 und Fi2. Wir berechnen ihnen.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (q2 / R).

Dementsprechend:

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

Nun ist die erste wichtige Punkt ist, die Formel „1“ enthält zwei Ausdrücke (q * Fi), tatsächlich die Wechselwirkungsenergie und der Ladungsfaktor von 0,5 entspricht. Allerdings ist die Energie des elektrischen Feldes – es ist nicht Teil einer Gebühr daher aufgrund dieser Funktion zu nutzen, ist es notwendig, eine Korrektur, „0,5“ einzuführen.

Wie bereits erwähnt, hat die Wechselwirkung auf sich mehrere Ladungen (nicht unbedingt nur zwei). In diesem Fall wird über die Energiedichte des elektrischen Feldes. Sein Wert kann durch Addition erhalten für jedes Paar von Daten.

Nun zurück zu der Frage der Wahl des Bezugs am Anfang dieses Artikels erwähnt. So ist aus den Formeln folgt, daß, wenn die Berechnung in Bezug darauf beliebige Punkte durchgeführt wird, der Abstand von den Ladungen, die gegen unendlich geht, ist das Ergebnis der Wert der Arbeit ist, die das Feld, in einem unendlichen Abstand voneinander unterschiedliche Ladungen gemacht hat. Aber wenn es notwendig ist, den Wert der Feldarbeit in einer relativ kleinen Bewegung der Ladungen selbst verbraucht zu wissen, kann der Referenzpunkt entweder gewählt werden, da die resultierenden Wert Berechnung ist unabhängig von der Wahl des Referenzpunktes.

Hier ist ein Beispiel, wie es in der praktischen Berechnungen verwendet werden kann. Zum Beispiel gibt es drei der Ladung ist, die räumliche Konfiguration davon ein Dreieck. Abstand (r) zwischen q1, q2 und q3 sind gleich.

Wir berechnen das Potenzial:

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

Wir können nun die Wechselwirkungsenergie auflädt selbst bestimmen:

W0 = 3 * ((q * q) / 4 * 3.141 * E0 * r).

Das ist die Arbeit, die gemacht werden, wenn zu einem unendlichen Abstand zu bewegen.

Wenn die Verschiebung aller drei von dem gemeinsamen Zentrum des gleichen Betrages abgeleitet wird, das Dreieck mit Seiten r1 (gegenüber dem vorherigen r) gebildet wird.

Bestimmen Sie die Energie:

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

In diesem Fall können wir über die Verringerung der Gesamtenergiewert des gesamten Systems von drei Ladungen sprechen. Es soll beachtet werden, dass, wenn der Wert von R1 (R) gegen unendlich strebt, die anfängliche Energie und die Arbeit erzeugten gleich ist.

Kompliziert die Aufgabe, und entfernen Sie aus dem System eine zufällige Ladung. Das Ergebnis ist ein klassischer Fall von zwei Ladungen in einem Abstand r befinden.

Die Energie eines solchen Systems ist gleich:

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

Eine Box wird die Arbeit an der Bewegung selbst, die numerisch gleich ist:

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

Dann ist alles einfach: führt zu einer weiteren Ladungsentfernungs dass die Gesamtenergie auf Null (kein Spiel) gleich ist. In diesem Fall ausgeglichen die Arbeit und das Feld numerisch. Mit anderen Worten, wird die ursprüngliche Energie vollständig in Arbeit umgewandelt.

Berechnungen in Bezug auf die Bestimmung der Energie für das elektrische Feld für die Auswahl der Kondensatoren verwendet. Nach jeder derartigen Vorrichtung Platten aus zwei durch einen Abstand R getrennt besteht, ist die Ladung an denen jeweils eingeengt.