Енергия от електрическо поле

Говорейки за това, какво е енергията електрическо поле, не можем да отбележим, че това е неговият най-важен параметър. Въпреки факта, че самият термин "енергия" е съвсем познат и на пръв поглед е очевидно, в този случай е необходимо да се разбере добре какво се залага. Например, както е известно, енергията на електрическото поле може да бъде измерена от всяко свое произволно ниво, конвенционално взето като начало (т.е. нула). Въпреки че това дава известна гъвкавост при подготовката на изчисленията, грешката може да доведе до изчисления на напълно различна енергия. Ще изясним тази точка малко по-късно, използвайки формулата.

Енергията на електрическото поле е пряко свързана с взаимодействието на две или повече точкови заряди. Помислете за пример с две заряди - q1 и q2. Потенциална енергия електрическото поле (в случая електростатиката) се определя като:

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

където E0 е силата, r е разстоянието между зарядите, Pi е 3.141.

Тъй като полето на първите действия на втория (и обратно), ние определяме потенциала на тези полета. Първата такса засяга втората:

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

В тази формула (я обозначаваме с 1) има две нови количества - Fi1 и Fi2. Нека ги изчислим.

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

Съответно:

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

Сега първата важна точка: формулата "1" съдържа два термина (q * Fi), всъщност представлява енергията на взаимодействие на зарядите и коефициент 0,5. Въпреки това, енергията на електрическото поле не е част от никакво зареждане, затова, за да вземете предвид тази характеристика, трябва да въведете корекцията "0.5".

Както вече беше посочено, взаимодействието има няколко такса помежду си (не непременно точно две). В този случай енергийната плътност на електрическото поле е по-висока. Неговата стойност може да бъде намерена чрез сумиране на получените данни за всяка двойка.

Сега нека се върнем към проблема за избора на произхода, посочен в началото на статията. По този начин, според формулите, от това следва, че ако изчислението се извършва по отношение на произволни точки, разстоянието от таксите, които се стреми към безкрайността, резултатът е стойността на работата, която е направила тази област, различни такси от всеки друг в безкрайно разстояние. Но ако това е необходимо да се знае стойността на работата на полето, изразходвано в относително малък движение на обвиненията себе си, за отправна точка може да бъде избран всеки, тъй като изчисляването на получената стойност не зависи от избора на отправна точка.

Нека да дадем пример как това може да се използва при практически изчисления. Например, има три натоварвания, чиято пространствена конфигурация е триъгълник. Разстоянията (r) между q1, q2 и q3 са еднакви.

Изчислете потенциала:

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

Сега можем да определим енергията на взаимодействие на самите обвинения:

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

Това е точно работата, която ще се направи, когато се движим до безкрайно разстояние.

Ако изместването на всичките три възниква от общия център със същото количество, се образува триъгълник със страни r1 (срещу предишния r).

Ние определяме енергията:

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

В този случай можем да говорим за намаляване на общата енергия на цялата система от три такси. Заслужава да се отбележи, че ако r1 (r) има тенденция към безкрайност, тогава оригиналната енергия и произведената работа са еднакви.

Ние усложняваме проблема и премахваме от системата едно произволно зареждане. В резултат на това получаваме класически случай с две заряди, разположени на разстояние r.

Енергията на такава система е:

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

Самата област ще изпълни работата по движението, числено равно на:

А = 2 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r).

Освен това всичко е просто: премахването на още едно зареждане ще доведе до нулева обща енергия (няма разстояние). В този случай работата и полето се изравняват цифрово. С други думи, оригиналната енергия е напълно трансформирана в работа.

Изчисленията, свързани с определянето на енергията за електрическо поле, обикновено се прилагат при избора на кондензатори. В края на краищата, всяко такова устройство е две плочи, разделени от разстояние r, на всеки от които се зарежда насищането.