1. Закон сохранения электрического заряда
Энергия заряженного уединенного проводника
жүктеу/скачать 0.51 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 3. Энергия заряженного конденсатора
- механическую (пондеромоторную
- 4. Энергия электростатического поля.
| 2. Энергия заряженного уединенного проводника. Пусть имеется уединенный проводник, заряд, емкость и потенциал которого соответственно равны Q, С, j. Увеличим заряд этого проводника на dQ. Для этого необходимо перенести заряд dQ из бесконечности на уединенный проводник, затратив на это работу, равную
Рис. 14.5 Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до j, необходимо совершить работу (.2) Энергия заряженного проводника равна той работе, которую необходимо совершить, чтобы зарядить этот проводник: (3) Формулу (3) можно получить и из того, что потенциал проводника во всех его точках одинаков, так как поверхность проводника является эквипотенциальной. Полагая потенциал проводника равным j, из (95.1) найдем где - заряд проводника. 3. Энергия заряженного конденсатора. Как всякий заряженный проводник, конденсатор обладает энергией, которая в соответствии с формулой (3) равна (4) где Q — заряд конденсатора, С — его емкость, Dj — разность потенциалов между обкладками конденсатора. Используя выражение (4), можно найти механическую (пондеромоторную) силу, с которой пластины конденсатора притягивают друг друга. Для этого предположим, что расстояние х между пластинами меняется, например, на величину dx. Тогда действующая сила совершает работу dA=Fdx вследствие уменьшения потенциальной энергии системы Fdx = — dW, откуда (.5) Подставив в (4) выражение (3), получим (6) Производя дифференцирование при конкретном значении энергии (см. (95) и (6)), найдем искомую силу: где знак минус указывает, что сила F является силой притяжения. 4. Энергия электростатического поля. Преобразуем формулу (95.4), выражающую энергию плоского конденсатора посредством зарядов и потенциалов, воспользовавшись выражением для емкости плоского конденсатора (C=e0eS/d) и разности потенциалов между его обкладками (Dj=Ed. Тогда (7) где V= Sd — объем конденсатора. Формула (.7) показывает, что энергия конденсатора выражается через величину, характеризующую электростатическое поле, — напряженность Е. жүктеу/скачать 0.51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|