 |
Энергия электрического поля
Энергия системы точечных заряженных тел
 |
Энергия системы точечных заряженных тел равна полусумме произведений зарядов на потенциал поля в точке нахождения тела.
Энергия заряженного проводника
Энергия заряженного конденсатора
Энергия электростатического поля. Плотность энергии
 |
однородное поле плоского конденсатора
Объемная плотность энергии электрического поля
Пример. Плоский воздушный конденсатор, с площадью пластин 0,04 м2, заряжен до разности потенциалов 10 кВ. Определить изменение энергии конденсатора, если расстояние между его пластинами увеличилось от 5 мм до 15 мм.
| Дано: | Решение: |
| Обозначим изменение энергии конденсатора
 (1)
 - энергия поля конденсатора в начальном состоянии;  - энергия поля конденсатора в конечном состоянии.
Энергию удобно выразить через заряд пластин  , т.к. при раздвижении пластин конденсатора он остается неизменным:
 и  (2)
|
| |
Заряд пластин  выразим через начальную разность потенциалов  и электроемкость  :
 (3)
Электроемкости конденсатора найдем по формулам:
 и  (4)
Подставляя в формулу (2) выражения (3) и (4) получим:
 (5)
Окончательно, подставляя выражения (5) в (1) найдем изменение энергии
Вычисление:
Проверка размерностей:
Ответ:  .
|
Основные формулы
Закон Кулона. Взаимодействие точечных зарядов
- сила взаимодействия двух точечных зарядов 
и 
, 
- расстояние между зарядами, 
- диэлектрическая проницаемость среды, 
- электрическая постоянная.
Напряженность электрического поля
- сила, действующая на точечный положительный заряд 
, помещенный в данную точку поля.
3. Напряженность электрического поля точечного заряда 
на расстоянии от него
Принцип суперпозиции электрических полей
Напряженность 
результирующего электрического поля, созданного двумя и более точечными зарядами, равна векторной сумме напряженностей 
, создаваемых каждым зарядом в отдельности.
В случае двух электрических зарядов с напряженностями 
и 
, модуль вектора напряженности результирующего поля
,
- угол между векторами и .
Напряженность электрического поля, создаваемого металлической сферой радиусом R, несущей заряд q, на расстоянии r от центра сферы
Напряженность поля, создаваемого бесконечно длинной равномерно заряженной нитью (цилиндром) на расстоянии r от ее оси
- линейная плотность заряда, равная отношению заряда, распределенного по нити, к длине нити.
