Энергия электрического поля

ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Энергия электрического поляПри включении цепи, состоящей из сопротивления и емкости С (рис. 4-7), на постоянное напряжение в цепи возникает ток и происходит зарядка конденсатора.

Напряжение на зажимах цепи в каждый момент времени будет состоять из двух слагающих

U = ur + uc

где ur = ir — напряжение на сопротивлении r; ис = q/C — напряжение на обкладках конденсатора. Умножив написанное уравнение на idt получим

Рис. 4-7. Цепь с сопротивлением и емкостью.

Uidt = i2r dt ucidt i2rdt + ucCduc

Левая часть уравнения представляет собой энергию, получаемую цепью за время dt, от источника питания. Первая слагающая правой части i2r dt — энергия, переходящая за время dt в тепло в сопротивлении rа вторая слагающая

dWc =исС duc

представляет собой энергию, запасаемую в электрическом поле при возрастании напряжения на конденсаторе на величину ducТак как произведение ucC q, то

dWc q duc.

График заряда конденсатораЗаряд конденсатора растет пропорционально напряжению и графически выражается прямой, проходящей через начало координат (рис. 4-8). Энергия, полученная конденсатором при возрастании напряжения на его зажимах на ducвыразится заштрихованной площадкой (рис. 4-8). Вся энергия, накопленная конденсатором в его электрическом поле при возрастании напряжения от нуля до исвыразится суммой таких площадок, т.е. площадью треугольника OAБ. Таким образом, энергия электрического поля

Рис. 4-8. График за ряда конденсатора = f с).

Энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора при его включении, выделяется при распаде электрического поля.

Пример 4-2. Определить энергию, запасенную в электрическом поле

конденсатора емкостью 50 мкф, если напряжение на конденсаторе 300 в. Энергия электрического поля

Статья на тему Энергия электрического поля