Главная > Физика > Физика для средних специальных учебных заведений
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 15.17. Энергия заряженного конденсатора. Плотность энергии электрического поля.

Работа сил электрического поля при перемещении заряда между двумя точками поля равна если напряжение остается постоянным. Однако при зарядке конденсатора напряжение на его обкладках возрастает от нуля до и при вычислении работы поля в этом случае для напряжения нужно брать его среднее значение. Таким образом,

Поскольку эта работа А идет на увеличение энергии заряженного конденсатора, то Следовательно, энергия

заряженного конденсатора выражается формулой

Так как получаем еще одну формулу для энергии конденсатора:

По этим формулам можно вычислять энергию заряженного проводника относительно Земли. Напряжение в этом случае можно найти по показанию электрометра.

Здесь возникает вопрос: является ли энергия энергией зарядов на обкладках конденсатора или это энергия поля, созданного этими зарядами? Согласно теории близкодействия этой энергией обладает поле. Так как поле конденсатора сосредоточено в пространстве между его обкладками и однородно, то энергия этого поля равномерно распределена в этом пространстве.

Объемной плотностью энергии однородного электрического поля называется величина, которая измеряется энергией поля, заключенной в единице объема:

Заменив С в (15.24а) его значением из (15.20), получим

Умножив числитель и знаменатель правой части на будем иметь

Так как получаем , откуда

Плотность энергии электрического поля прямо пропорциональна квадрату напряженности этого поля.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление