Билет 10
Энергия заряженного проводника и конденсатора.
Рассм. уедин. проводник произв. формы. Проведем зарядку этого проводника , при этом подсчитаем работу внеш. сил.
Пусть при перенесении dq из , проводник приобрел потенциал . Элементар. работа dA=dq.
Допустим, зарядили до Q .
С=q/ =q/C
Вся работа, совершаемая при зарядке проводника до Q равна.
1) A=Q2/2C 2) A=C2/2 3) A=Q/2
В окружающем пространстве после зарядки проводника возникло электростатическое поле, значит работа при зарядке проводника расходуется на создание поля. Значит работа переходит полностью в энергию эл-стат. поля.
Wэл=1) или 2) или 3)
Из 1), 2), 3) не следует ответа что энерг. Wn локализована в самом поле поскольку в формуле стоят параметры заряж. проводника.
Энергия Конденсатора.
Рассм. зарядку конденсатора состоящего из двух обкладок
Первый путь - dq перенос. из на одну из обкладок , тогда на второй обкладке возникнет .
Второй путь - элементарн. заряд dq перенести из одной обкладки на вторую.
Независимо от способа формулы 1) , 2) , 3) справедливы (только изменяется на).
Энергия электростатического поля.
Объемная плотность энергии.
Носителем энергии явл. само поле.
Для подтверждения этой идеи возьмем формулу 1).
Wэл=Q2/2C применим ее к плоск. конденсатору. (параметры известны).
Wэл=2S2d/20S=(2/20)Sd=
=(02/2(0)2)V
1) Wэл=(0E2/2)V
Из 1) следует что носителем энергии явл. поле с напряженностью Е.
Из 1) следует что все стоящее перед объемом - это объемная плотность энерг. электростатического поля.
2) эл=(0E2/2)
2') эл=DE/2
В физике доказывается что 2) и 2') можно применять и для неоднородного поля, для котор. полная энерг. может быть вычислена по формуле
3) Wэл=элdV