Energija električnega polja

Ko govorimo o tem, kaj je energija električnega polja, ne moremo opozoriti, da je to najpomembnejši parameter. Kljub dejstvu, da je sam pojem "energija" precej poznan in na prvi pogled je očitno, v tem primeru je treba dobro razumeti, kaj je na kocki. Na primer, kot je znano, se lahko energija električnega polja izmeri s poljubne poljubne stopnje, ki se običajno vzame kot izvor (to je nič). Čeprav to omogoča nekaj prožnosti pri pripravi izračunov, lahko napaka privede do izračuna popolnoma drugačne energije. To točko bomo pojasnili malo kasneje z uporabo formule.

Energija električnega polja je neposredno povezana z interakcijo dveh ali več točk. Razmislite o primeru z dvema dajatvama - q1 in q2. Potencialna energija električno polje (v tem primeru - elektrostatika) je opredeljeno kot:

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

kjer je E0 moč, r je razdalja med stroški, Pi je 3.141.

Ker polje prvih dejanj na drugem (in obratno) določamo potenciale teh polj. Prva dajatev vpliva na drugo:

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

V tej formuli (označujemo jo z 1) sta dve novi količini - Fi1 in Fi2. Izračunajmo jih.

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

Skladno s tem:

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

Zdaj prva pomembna točka: formula "1" vsebuje dva izraza (q * Fi), ki dejansko predstavljata energijo medsebojnih vplivov in faktor 0,5. Vendar pa energija električnega polja ni del kakršne koli polnitve, zato morate upoštevati to funkcijo, zato morate vnesti popravek "0.5".

Kot je že bilo že omenjeno, je interakcija med seboj večkratno (ne nujno natančno dve). V tem primeru je energijska gostota električnega polja višja. Njegovo vrednost lahko najdemo z zbiranjem podatkov, pridobljenih za vsak par.

Zdaj pa se vrnimo k problemu izbire izvora, navedenega na začetku članka. Tako iz formul izhaja, da če se izračuni izvajajo glede na poljubne točke, se razdalja od polnjenja nagiba v neskončnost, rezultat bo vrednost opravljenega dela s poljem, ki nosi cene drug od drugega do neskončne razdalje. Ampak, če morate vedeti vrednost dela na terenu, porabljenega za relativno majhno gibanje stroškov samih, lahko izberete tudi referenčno točko, saj vrednost, pridobljena kot rezultat izračuna, ni odvisna od izbire referenčne točke.

Naj navedemo primer, kako se to lahko uporabi pri praktičnih izračunih. Na primer, trije stroški, katerih prostorska konfiguracija je trikotnik. Razdalje (r) med q1, q2 in q3 so enake.

Izračunajte potencial:

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

Sedaj lahko določimo energijo interakcije samih obremenitev:

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

To je ravno delo, ki se bo opravilo pri prehodu na neskončno razdaljo.

Če se premik vseh treh zgodi iz skupnega središča za isto količino, se oblikuje trikotnik s stranicami r1 (glede na prejšnji r).

Določamo energijo:

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

V tem primeru lahko govorimo o zmanjšanju celotne energije celotnega sistema treh stroškov. Treba je omeniti, da če se r1 (r) nagiba v neskončnost, potem sta izvirna energija in proizvedeno delo enaka.

Težavo zapletemo in odstranimo iz sistema en sam poljuben naboj. Posledično dobimo klasični primer z dvema polniloma, ki se nahajajo na razdalji r.

Energija takega sistema je:

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

In samo polje bo opravilo delo na gibanju, ki je enako številu:

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

Nadalje je vse preprosto: odstranitev še enega polnjenja bo privedla do tega, da celotna energija postane nič (ni razdalje). V tem primeru se delo in polje numerično izenačita. Z drugimi besedami, izvirna energija je popolnoma preoblikovana v delo.

Pri izbiri kondenzatorjev se navadno uporabljajo izračuni, ki se nanašajo na določanje energije za električno polje. Navsezadnje je vsaka taka naprava dve plošči, ločenih z razdaljo r, pri čemer je vsaka napetost koncentrirana.