Der Energie vun der elektrescht Feld

Schwätzen iwwert dat, wat d'Energie vun der elektrescht Feld, ass et néideg aus ze Punkt, datt et wichteg Parameteren ass. Trotz der Tatsaach, datt de Begrëff "Energie" selwer zimlech gutt ass an, op den éischte Bléck, kloer ze gesinn, an dësem Fall muss Dir eng gutt verstoe wat um Spill ass. Zum Beispill, well bekannt ass, kann d'Energie vun der elektrescht Feld zu all arbiträr seng Niveau gemooss ginn, Han den Urspronk geholl (dat ass, null). Obwuel dëse puer Flexibilitéit an der Virbereedung vun Berechnungen gëtt, kann en Fehler op eng ganz aner aschalten a Féierung gaangen. Moment wäerte mir spéider klären, déi Formule benotzen.

Der Energie vun der elektrescht Feld ass zu der Interaktioun vun zwou oder méi Punkt Käschten direkt am Zesummenhang. Betruecht Fall vun zwee Käschten - Q1 a Q2. D'Potential Energie vun der elektrescht Feld (an dësem Fall - electrostatics) ass definéiert als:

W = (1/4 * Pi * E0) / (Q1 * Q2 / r),

wou E0 - Spannungen, r - Distanz tëscht Käschten, Pi - 3,141.

Zanter der éischter Plaz op der zweeter (a Vize versa) Akten, dann definéieren deene Felder déi Potenzialer. Déi éischt Vitesse ass en Effekt op déi zweet:

W = 0,5 * (Q1 * Fi1 + Q2 * Fi2).

Dës Formel (mat vun 1), sinn et zwee nei Wäerter - Fi1 an Fi2. Mir auszerechnen hinnen.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (Q2 / r).

anere Wierder:

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

Elo déi éischt wichteg Punkt ass d'Formule "1" enthält zwee Begrëffer (Q * Fi), eigentlech d'Interaktioun Energie a Vitesse Faktor vun 0,5 representéiert. Allerdéngs war d'Energie vun der elektrescht Feld - et ass net Deel vun all Vitesse ass, also, Kont vun dëser Fonktioun ze huelen, ass et néideg eng Korrektur, "0,5" aféieren.

Wéi schonn ugeschwat, hunn d'Interaktioun op all aner puer Käschten (net onbedéngt just zwee). An dësem Fall, virun der Energie Dicht vun der elektrescht Feld. Seng Wäert kann duerch summing kritt fir all hien huet misse vun Daten fonnt ginn.

Elo zréck op d'Fro vun der Wiel vun der Referenz am Ufank vun dësem Artikel ernimmt. Also, aus der Formelen, kënnt et, wann d'Berechnung mat Respekt eraus ze arbiträr Punkten gedroen ass, d'Distanz vun de Käschten déi bis Infinity hautdësdaags, d'Resultat de Wäert vun der Aarbecht ass, wat den Terrain, op eng onendlech Distanz vun all anere verschidden Uklo gemaach huet. Mee wann et néideg de Wäert vun de Visiteure Aarbecht an engem relativ kleng Bewegung vun de Käschten selwer är wëssen, kann d'Referenz Punkt entweder gewielt ginn, well déi doraus resultéierend Wäert Berechnung ass onofhängeg vun der Wiel vun der Referenz Punkt.

Hei ass e Beispill, wéi et an praktesch Berechnungen benotzt ginn. Zum Beispill, et dräi vun der Vitesse sinn, d'raimlech Configuratioun vun deem ass en Dräieck. Distanz (r) tëscht Q1, Q2 an Q3 si gläich.

Mir Berechnung vum Potenzial:

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

Mir kënnen elo d'Interaktioun Energie Käschten selwer bestëmmen:

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

Dat ass d'Aarbecht, déi gemaach ginn, wann eng onendlech Distanz bewegt.

Wann der Verleeen vun allen dräi aus der gemeinsamer Zentrum vum selwechte Montant ofgeleet ass, déi Dräieck mat Säiten R1 (géint de fréiere r) gemaach.

Bestëmmen der Energie:

W = 3 * ((Q * q) / 4 * Pi * E0 * R1).

An dësem Fall, kënne mir iwwer Reduktioun vum ganzen Energie Wäert vun de ganzen System vun dräi Dépensë schwätzen. Et soll feststellen, datt wann de Wäert vun R1 (r) trëtt zu Infinity, der éischter Energie an d'Aarbecht produzéiert gläichberechtegt sinn.

Komplizéiere der Aufgab, a ewechzehuelen vum System eng zoufälleg Vitesse. D'Resultat ass e klassesche Fall vun zwee Käschten op enger Distanz r etabléiert.

D'Energie vun sou engem System ass gläich un:

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

Eng Box wäert do d'Aarbecht op der Bewegung selwer, déi bis numerically gläich ass:

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

Dann alles einfach: wäerten Resultat vun enger weiderer Vitesse Stoppen dass den Total Kräfte null (nee Minnen) selwecht ass. An dësem Fall, komm der Aarbecht an de Beräich vun numerically. An anere Wierder, ass d'Original Energie misst an Aarbecht ëmgerechent.

Berechnungen Zesummenhang mat Determinatioun vun der Energie fir d'elektrescht Feld ass fir d'Auswiel vun capacitors gängegen. No all esou Apparat Placke vun zwee vun enger Distanz r getrennt besteet, ass d'Vitesse bei all eenzel vun déi konzentréiert.