Лекции.Орг
 

Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника


Энергия электрического поля. Если обкладки заряженного конденсатора замкнуть металлическим проводником, то в нем возникнет электрический ток



Если обкладки заряженного конденсатора замкнуть металлическим проводником, то в нем возникнет электрический ток, а конденсатор разрядится. Электрический ток разряда конденсатора выделяет в проводнике определенное количество теплоты, а это значит, что заряженный конденсатор обладает энергией. Найдем эту энергию.

Предположим, что конденсатор бесконечно медленно заряжается от батареи. При этом совершается работа

dA=udq.

Или, используя определение емкости,

dA=Cudu.

Эта работа идет на увеличение энергии конденсатора dW. Тогда полная энергия, полученная конденсатором при зарядке от напряжения равного нулю до конечного значения U, найдется так

Таким образом

Благодаря способности запасать в себе энергию конденсаторы играют большую роль в электро- и радиотехнике.

Вообще, под емкостью проводника часто понимают его способность накапливать электрическую энергию.


Выражение (1) определяет полную энергию, запасенную в конденсаторе. С другой стороны, это энергия электрического поля, которое сосредоточено в области пространства, ограниченного пластинами конденсатора. В идеальном случае поля вне пластин нет. Поэтому можно говорить о плотности энергии электрического поля, не задумываясь о том, каким образом это поле создано. Емкость плоского конденсатора


В данном случае электрическое поле однородно. Разность потенциалов в однородном поле U=Ed. Тогда из (1) получим


где Е – полное электрическое поле внутри конденсатора, V – объем конденсатора, а ε - диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Тогда для плотности энергии любого однородного электрического поля будет справедливо выражение


В случае неоднородного электрического поля полную энергию этого поля можно рассчитать по формуле

В заключении отметим, что эти формулы справедливы в случае однородного диэлектрика.





Дата добавления: 2015-05-07; просмотров: 92 | Нарушение авторских прав


© 2015-2017 lektsii.org.

Ген: 0.01 с.