Энергия электрического поля

В электрическом поле всегда запасена энергия. Она соответствует работе, затрачиваемой на создание поля (на разделение зарядов), и вновь превращается в работу, когда поле исчезает.

Предположим, что в процессе зарядки ток I остается постоянным, а мгновенное напряжение u(t) линейно зависит от времени. Предположим далее, что напряжение в процессе зарядки увеличивается от 0 до U.

Если

Wэнергия заряженного конденсатора,Дж
Cемкость конденсатора,Ф
Uнапряжение между пластинами конденсатора,В

то энергия электрического поля в заряженном конденсаторе определяется выражением

\[ W = \int_{0}^{t} u(t)I dt \]

или окончательно

\[ W = \frac{UIt}{2} = \frac{UQ}{2} \]

так как

\[ Q = CU \]

имеем

\[ W = \frac{СU^2}{2} = \frac{Q^2}{2C} \]

Формула 4 справедлива для электрического поля любой конфигурации.

Энергия электрического поля плоского конденсатора

Если

Sплощадь пластин конденсатора,метр2
Eнапряженность электрического поля,В/м
Uнапряжение между пластинами,В
dрасстояние между пластинами,метр

то

Полагая что

\[ С = ε_a \frac{S}{d} \]

и

\[ U = Ed \]

энергия электрического поля плоского конденсатора

\[ W = \frac{ε_a E^2 Sd}{2} \]

или

\[ W = \frac{1}{2} ε_a \frac{ U^2 S }{d} \]

Найти энергию электрического поля плоского конденсатора

Вычислить
нажмите кнопку для расчета
Назад Вперед

Copyright © FXYZ.ru, 2007 — 2024.
Мобильная β версия | полная