Энергия электростатического поля

Ранее получена формула для работы сил электростатического поля, создаваемого точечным зарядом по перемещению заряда . Тогда работы сил электростатического поля, создаваемого точечным зарядом по перемещению заряда в диэлектрической среде будет определятся уравнением: . Работа сил консервативного (потенциального) поля могла быть представлена как убыль потенциальной энергии: . Из сопоставления: , выбирается из условия . Отсюда const = 0.

Потенциальная энергия заряда в поле точечного заряда: .

Ясно, что или .

Найдем энергию системы точечных зарядов. Если три точечных заряда:

Для системы n точечных зарядов: или: , – потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме , в той точке, где помещается заряд : .

Заряд , находящийся на проводнике, можно рассматривать как систему точечных зарядов. Однако потенциал поверхности проводника постоянен: .

Энергия заряженного проводника .

Определим энергию заряженного конденсатора через величины, характеризующие электрическое поле. Для плоского конденсатора: или . Величина – плотность энергии. .

В изотропном диэлектрике и совпадают по направлению: .

Первое слагаемое: плотность энергии поля в вакууме. Второе: энергия, затрачиваемая на поляризацию диэлектрика, так как ;

; .

Энергия поля в объеме V: .

Дата добавления: 2014-01-07