Энергия системы зарядов. При образовании любой системы заряженных тел совершается работа, т.к

При образовании любой системы заряженных тел совершается работа, т.к. заряды взаимодействуют по закону Кулона и для их размещения в заданных местах надо совершить работу. Эта работа совершается за счет внешних источников энергии. Например, за счет энергии химических процессов в гальваническом элементе и др. По закону сохранения энергии работа внешних сил, приложенных к системе, определяет изменение энергии системы. Если тела разряжаются или перемещаются, то их электрическая энергия, частично или полностью, перейдет в другие виды энергии.

Подсчитаем электрическую энергию системы, стоящей из двух точечных зарядов q₁и q₂, находящихся в точках 1 и 2 на расстоянии r друг от друга (Рис.6).

Перенесем сначала заряд q₁ в точку 1 из бесконечности. Работа по перемещению этого заряда равна нулю, поскольку в точках 1 и 2 первоначально заряды отсутствуют. Теперь поместим заряд q₂ в точку 2. На это придется затратить работу, равную произведению величины заряда q₂ на разность потенциалов между точкой 2 и бесконечно удаленной точкой, из которой перемещается заряд. Потенциал бесконечно удаленной точки равен нулю - , а потенциал в точке 2 создается зарядом q₁,находящимся в точке 1 -. Таким образом, работа, которая затрачена на перемещение заряда q₂ в точку 2, равна:

. (9.9)

Вспомним, что любая работа – это мера изменения энергии, в данном случае энергии взаимодействия системы двух точечных зарядов:

. (9.10) Выражение энергии перепишем в несколько ином виде:

. (9.11)

Выражение (9.11) можно обобщить на систему, состоящую из n точечных зарядов, расположенных на определенных расстояниях друг от друга. Эта энергия выразится через сумму работ, необходимых для переноса каждого из зарядов из бесконечности в то место, где он должен находиться. При этом получаем уравнение:

. (9.12)

Дата добавления: 2014-01-07