L'énergie du champ électrique

Parler de ce que l'énergie du champ électrique, il faut souligner qu'il est des paramètres importants. En dépit du fait que le terme « énergie » lui-même est tout à fait familier et, à première vue, évident, dans ce cas, vous avez besoin d'une bonne compréhension de ce qui est en jeu. Par exemple, comme cela est connu, l'énergie du champ électrique peut être mesurée à tout son niveau arbitraire, classiquement considéré comme l'origine (à savoir, zéro). Bien que cela donne une certaine flexibilité dans la préparation des calculs, une erreur peut conduire à une puissance de calcul très différent. À l'heure actuelle, nous préciserons plus tard, en utilisant la formule.

L'énergie du champ électrique est directement liée à l'interaction de deux ou plusieurs charges ponctuelles. Prenons le cas de deux chefs d'accusation – et q2 q1. L'énergie potentielle du champ électrique (dans ce cas – électrostatique) est défini comme suit:

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

où E0 – tension, r – distance entre les charges, Pi – 3,141.

Depuis le premier champ agit sur la deuxième (et vice versa), ces champs définissent les potentiels. La première charge a un effet sur le second:

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

Dans cette formule (notée 1), il y a deux nouvelles valeurs – Fi1 et Fi2. Nous les calculer.

FI1 = (1/4 * Pi * E0) / (q2 / r).

En conséquence:

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

Maintenant, le premier point important est la formule « 1 » contient deux termes (q * Fi), ce qui représente en fait le facteur de charge et de l'énergie d'interaction de 0,5. Cependant, l'énergie du champ électrique – il ne fait pas partie de toute charge, donc, pour tenir compte de cette fonction, il est nécessaire d'introduire une correction, « 0,5 ».

Comme déjà mentionné, l'interaction ont les uns les autres plusieurs charges (pas nécessairement seulement deux). Dans ce cas, la densité d'énergie du champ électrique au-dessus. Sa valeur peut être trouvée en sommant obtenu pour chaque paire de données.

Revenons maintenant à la question du choix de la référence mentionné au début de cet article. Ainsi, à partir des formules, il en résulte que si le calcul est effectué par rapport à des points arbitraires, la distance entre les charges qui tend vers l'infini, le résultat est la valeur du travail, ce qui a rendu le terrain, des charges différentes les unes des autres à une distance infinie. Mais s'il est nécessaire de connaître la valeur du travail sur le terrain consacré à un mouvement relativement faible des charges elles-mêmes, le point de référence peut être choisi soit, étant donné que le calcul de la valeur résultante est indépendante du choix du point de référence.

Voici un exemple, car il peut être utilisé dans les calculs pratiques. Par exemple, il y a trois de la charge, la configuration spatiale qui est un triangle. Distance (r) entre q1, 2e et 3e trimestres sont égaux.

Nous calculons le potentiel:

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

Nous pouvons maintenant déterminer l'énergie d'interaction se charge:

W0 = 3 * ((q * q) / 4 * 3,141 * E0 * r).

Ceci est le travail qui sera fait lors du passage à une distance infinie.

Si le déplacement de chacun des trois est dérivé du centre commun de la même quantité, le triangle formé par les côtés r1 (contre la précédente r).

Déterminer l'énergie:

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

Dans ce cas, nous pouvons parler de réduire la valeur énergétique totale de l'ensemble du système de trois chefs d'accusation. Il convient de noter que si la valeur de r1 (r) tend vers l'infini, l'énergie initiale et le travail produit sont égaux.

Compliquer la tâche, et retirer du système une charge aléatoire. Le résultat est un cas classique de deux charges situées à une distance r.

L'énergie d'un tel système est égale à:

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

Une boîte fera le travail sur le mouvement lui-même, qui est numériquement égale à:

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

Ensuite, tout simplement: enlever une charge supplémentaire aura comme conséquence que l'énergie totale est égale à zéro (pas de jeu). Dans ce cas, le travail et le champ de numériquement égalisé. En d'autres termes, l'énergie d'origine est complètement transformée en travail.

Les calculs relatifs à la détermination de l'énergie pour le champ électrique est généralement utilisé pour la sélection des condensateurs. Après chaque tel dispositif est constitué de deux plaques séparées par une distance r, à chacun desquels la charge est concentrée.