Энергия электрического поля.
Рассмотрим воздушный конденсатор и преобразуем формулу для его энергии:
\[W = \dfrac{CU^2}{2}=\dfrac{\varepsilon_0S}{d}\dfrac{(Ed)^2}{2}=\dfrac{\varepsilon_0E^2}{2}Sd\]
Но \(Sd = V\) — объём конденсатора. Получаем:
\[W=\dfrac{\varepsilon_0E^2}{2}V\]
Мы видим энергию электрического поля \(E\), сосредоточенного в некотором объёме \(V\). Энергия конденсатора есть не что иное, как энергия заключённого внутри него электрического поля. Итак, электрическое поле само по себе обладает энергией.
Радиоволны, солнечный свет — это примеры распространения энергии, переносимой в пространстве электромагнитными волнами.
Если конденсатор заполнен диэлектриком, то его ёмкость увеличивается в \(\varepsilon\) раз, и, значит, формула примет следующий вид:
\[\fbox{$W=\dfrac{\varepsilon_0\varepsilon E^2}{2}V$}\]
Как видим, энергия электрического поля зависит ещё и от диэлектрической проницаемости среды, в которой поле находится.
Полученные формулы для энергии и плотности энергии выходят далеко за пределы электростатики: они справедливы не только для электростатического поля, но и для электрических полей, меняющихся во времени.
© 2024 Все права защищены | Карта сайта
Политика конфиденциальности
Пользовательское соглашение