Energi dari medan listrik

Berbicara tentang apa energi dari medan listrik, perlu untuk menunjukkan bahwa itu adalah parameter penting. Terlepas dari kenyataan bahwa istilah "energi" itu sendiri cukup akrab dan, pada pandangan pertama, jelas, dalam hal ini, Anda memerlukan pemahaman yang baik tentang apa yang dipertaruhkan. Misalnya, seperti diketahui, energi dari medan listrik dapat diukur pada setiap sewenang-wenang level, konvensional diambil sebagai asal (yaitu, nol). Meskipun ini memberikan fleksibilitas dalam penyusunan perhitungan, kesalahan dapat menyebabkan daya komputasi yang sangat berbeda. Saat ini kami akan menjelaskan kemudian, dengan menggunakan rumus.

Energi dari medan listrik secara langsung terkait dengan interaksi dua atau lebih muatan titik. Pertimbangkan kasus dua tuduhan - q1 dan q2. Energi potensial medan listrik (dalam hal ini - elektrostatika) didefinisikan sebagai:

W = (1/4 * Pi * E0) / (q1 * q2 / r),

di mana E0 - ketegangan, r - jarak antara biaya, Pi - 3,141.

Karena field pertama bekerja pada kedua (dan sebaliknya), maka bidang ini menentukan potensi. Tuduhan pertama memiliki efek pada kedua:

W = 0,5 * (q1 * Fi1 + q2 * Fi2).

Dalam formula ini (dilambangkan dengan 1), ada dua nilai-nilai baru - Fi1 dan Fi2. Kami menghitung mereka.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (q2 / r).

sesuai:

Fi2 = (1/4 * Pi * E0) / (Q1 / r).

Sekarang titik penting pertama adalah rumus "1" berisi dua hal (q * Fi), sebenarnya mewakili energi interaksi dan biaya faktor 0,5. Namun, energi dari medan listrik - itu bukan bagian dari biaya apapun, karena itu, untuk mempertimbangkan fitur ini, perlu untuk memperkenalkan koreksi, "0,5".

Seperti telah disebutkan, interaksi terhadap setiap beberapa biaya lainnya (tidak harus hanya dua). Dalam hal ini, kepadatan energi dari medan listrik di atas. Nilainya dapat ditemukan dengan menjumlahkan diperoleh untuk setiap pasangan data.

Sekarang kembali ke masalah pilihan referensi yang disebutkan di awal artikel ini. Dengan demikian, dari rumus, maka bahwa jika perhitungan dilakukan sehubungan dengan poin sewenang-wenang, jarak dari biaya yang cenderung tak terbatas, hasilnya adalah nilai pekerjaan, yang telah membuat bidang, biaya berbeda satu sama lain pada jarak yang tak terbatas. Tetapi jika perlu untuk mengetahui nilai pekerjaan lapangan dikeluarkan dalam gerakan yang relatif kecil dari biaya sendiri, titik referensi dapat dipilih baik, karena perhitungan nilai yang dihasilkan adalah independen dari pilihan titik referensi.

Berikut adalah contoh, karena dapat digunakan dalam perhitungan praktis. Sebagai contoh, ada tiga muatan, konfigurasi spasial yang merupakan segitiga. Jarak (r) antara q1, q2 dan q3 adalah sama.

Kami menghitung potensi:

Fi = 2 * (q / 4 * Pi * E0 * r).

Kita sekarang dapat menentukan energi interaksi biaya sendiri:

W0 = 3 * ((q * q) / 4 * 3,141 * E0 * r).

Ini adalah pekerjaan yang akan dilakukan ketika pindah ke jarak tak terbatas.

Jika perpindahan dari ketiga berasal dari pusat umum jumlah yang sama, segitiga dibentuk dengan sisi r1 (melawan r sebelumnya).

Tentukan energi:

W = 3 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r1).

Dalam hal ini, kita bisa bicara tentang mengurangi nilai energi total seluruh sistem tiga tuduhan. Perlu dicatat bahwa jika nilai r1 (r) cenderung tak terbatas, energi awal dan karya yang dihasilkan adalah sama.

Mempersulit tugas ini, dan menghapus dari sistem biaya acak. Hasilnya adalah kasus klasik dari dua tuduhan yang terletak pada jarak r.

Energi dari sistem tersebut adalah sama dengan:

W = (q * q) / (4 * Pi * E0 * r).

Sebuah kotak akan melakukan pekerjaan pada gerakan itu sendiri, yang secara numerik sama dengan:

A = 2 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r).

Kemudian semuanya sederhana: menghapus biaya lebih lanjut akan menghasilkan bahwa energi total sama dengan nol (tidak ada clearance). Dalam hal ini, pekerjaan dan bidang numerik menyamakan kedudukan. Dengan kata lain, energi yang asli benar-benar diubah menjadi kerja.

Perhitungan terkait dengan penentuan energi untuk medan listrik umumnya digunakan untuk pemilihan kapasitor. Setelah masing-masing perangkat tersebut terdiri dari dua pelat dipisahkan oleh jarak r, di masing-masing muatan adalah terkonsentrasi.