А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Енергія - електростатичне поле

Енергія електростатичного поля в діелектрику має велику щільність, ніж у вакуумі.

Енергія електростатичного поля провідників має властивість екстремальності, які мають, щоправда, не стільки фізичний, скільки формальний характер.

Енергія електростатичного поля провідників має властивість екстремальності, які мають, щоправда, не стільки фізичний, скільки формальний характер. Для виведення цієї властивості уявімо собі, що розподіл зарядів в провідниках піддається нескінченно малому зміни (при незмінному повному заряді кожного провідника), в результаті якого заряди можуть потрапити і всередину провідників; при цьому ми відволікаємося від того, що в дійсності такий розподіл зарядів не може бути стаціонарним.

Енергією електростатичного поля нехтуємо, що дозволяє не враховувати вплив ємностей всередині обмоток і між ними.

щільність енергії електростатичного поля, створеного зарядженим кулею, поміщеним в однорідний діелектрик, не однакова в різних точках простору.

Зменшення енергії електростатичного поля при введенні в нього незаряджених провідників є наслідком теореми Томпсона. Відповідно до цієї теореми заряди на провідниках в електростатичному полі розподіляються так, що енергія поля виявляється мінімальною.

Щільність енергії електростатичного поля убуває пропорційно четвертого ступеня відстані, а щільність енергії поля випромінювання назад пропорціонаіьна квадрату відстані від джерела випромінювання.

Щоб оцінити енергію електростатичного поля в різних точках або порівняти енергію різних електростатичних полів, вводиться енергетична характеристика поля - потенціал.

Розглянемо тепер енергію електростатичного поля, створюваного зарядженими провідниками. Як випливає з (3.6), щільність енергії електростатичного поля має вигляд.
  Обчислимо тепер енергію електростатичного поля, створюваного поверхневими зарядами провідників.

Ця робота дорівнює енергії електростатичного поля, що виник між пластинами конденсатора.

Отримаємо вираз для енергії електростатичного поля, створюваного довільній обмеженою системою зарядів, що знаходяться в діелектричній середовищі.

Аналогічне вираз для енергії електростатичного поля містить щільність зарядів і скалярний потенціал.
 Чому буде дорівнювати енергія електростатичного поля кабелю при цьому напрузі.

У главі третій розглянуті енергія електростатичного поля і електростатичні рівняння Максвелла.

Ця залежність показує зміну енергії електростатичного поля в поровом обсязі при витісненні старої середовища нової.

Теорія дає співвідношення між енергією електростатичного поля і масою, проте ні та, ні інша не залишаються кінцевими при точковому джерелі поля. 
Розглянемо тепер, як зміниться енергія електростатичного поля, коли в елементі обсягу порового простору стара середа з відомої діелектричної проникністю повністю заміщається новим середовищем з іншого діелектричної проникністю. Припустимо, що відомі значення напруженостей і індукції поля, коли порові обсяг був заповнений старої середовищем. Після її витіснення новим середовищем через зміни поляризації скелета і утворення нових зв'язаних зарядів відповідно змінюються вектори напруженості і індукції.

Для того щоб ясніше показати, що енергія електростатичного поля, накопичена між обкладинками, не витрачається в реостате г, можна замінити батарею У еквівалентно зарядженим конденсатором Cz досить великої ємності (рис. 7) так, щоб при зміні ємності Сх напруга на С2 практично не змінювалося .

Останній вираз формально збігається з формулою для енергії електростатичного поля провідників в порожнечі.
 Коефіцієнт при V має сенс об'ємної щільності енергії електростатичного поля.

Коефіцієнт при V має сенс об'ємної щільності енергії електростатичного поля. Відзначимо, що деякі завдання цього розділу, в яких фігурують потенціали точкових зарядів, для компактного запису формул вирішені в системі одиниць СГСЕ.

Коефіцієнт при V має сенс об'ємної щільності енергії електростатичного поля.

Вивчимо тепер більш докладно внесок середовища в енергію електростатичного поля.

Робота відбувається зовнішніми силами і йде на збільшення енергії електростатичного поля конденсатора.

На основі наближених значень Vi (37) може бути знайдена енергія електростатичного поля між обкладками конденсатора.

Цікавим є антистатична захист апаратів з дисперсними матеріалами на принципі перерозподілу енергії електростатичного поля, що досягається збільшенням розподільчої ємності в системі апарат - Дисперсний матеріал. Такий захист дозволить значно знизити ймовірність іскрового пробою з поверхні наелектризованого матеріалу на стінки апарату. Цей принцип застосований при антистатической захисту бункерів-накопичувачів дисперсних матеріалів при приготуванні гумових сумішей і захисту автоматів розвішування сипучих інгредієнтів гумових сумішей марки АУ-5В. Використанням зазначеного принципу досягається висока ефективність захисту від небезпечних зарядів гтятіческого електрики в потоці дисперсного матеріалу і в псевдозрідженому шарі.

Цікавим є антистатична захист апаратів з дисперсними матеріалами на принципі перерозподілу енергії електростатичного поля, що досягається збільшенням розподільчої ємності в системі апарат - дисперсний матеріал. Такий захист дозволить значно знизити ймовірність іскрового пробою з поверхні наелектризованого матеріалу на стінки апарату. Цей принцип застосований при антистатической захисту бункерів-накопичувачів дисперсних матеріалів при приготуванні гумових сумішей і захисту автоматів розвішування сипучих інгредієнтів гумових сумішей марки АУ-5В. Використанням зазначеного принципу досягається висока ефективність захисту від небезпечних зарядів статичної електрики в потоці дисперсного матеріалу і в псевдозрідженому шарі.

Завдання 24.7. Показати, що розподіл поверхневого заряду на провідниках таке, що енергія електростатичного поля мінімальна (теорема В.

Остання обставина дозволяє вважати, що електростатичне поле має енергію і що, отже, можна говорити про енергію електростатичного поля. Ця точка зору підтверджується ще тим, що за формулою (3) енергія пропорційна добутку Sd, який представляє собою обсяг простору між пластинами конденсатора. Так як поле пластин відмінно від нуля лише в просторі між ними, то твір Sd дає одночасно і обсяг простору, в якому, в даному випадку, зосереджено поле . Таким чином, енергія W виявляється пропорційною обсягу простору, зайнятого полем.

вираз для щільності енергії, отримане при розгляді однорідного поля плоского конденсатора, дозволяє написати загальний вираз для енергії будь-якого неоднорідного електростатичного поля.

Неважко переконатися в тому, що енергія ця напрямку зниження струму від /до Про перетворюється в енергію електростатичного поля і йде між обкладання конденсатора.

Під дією прикладеної напруги між рухомими і нерухомим електродами виникає сила, спрямована в бік збільшення ємності, а значить, і енергії електростатичного поля. Ця сила викликає переміщення рухомого електрода ІМ. Залежно від способу зміни ємності розрізняють електростатичні ІМ зі змінною активною площею електродів і з змінною відстанню між електродами. Якщо між електродами існує різниця потенціалів, то на рухому частину дей - РН.

Електростатичний вимірювальний механізм. Під дією прикладеної напруги між рухомими і нерухомим електродами виникає сила, спрямована в бік збільшення ємності, а значить, і енергії електростатичного поля. Ця сила викликає переміщення рухомого електрода ІМ. Залежно від способу зміни ємності розрізняють електростатичні ІМ зі змінною активною площею електродів і з змінною відстанню між електродами.

Таким чином, ми бачимо, що величина напруженості магнітного поля, індукованого рухом електрона в зовнішньому магнітному полі Я0 визначається відношенням енергії електростатичного поля створюваного електроном в даному квантовому стані до його енергії спокою.

Якщо ланцюг постійного струму була б відключена без дуги, то вся електромагнітна енергія, запасена в індуктивності, повинна була б перетворитися в енергію електростатичного поля. На рис. 2.5 показана наведена схема, де L - відключається індуктивність ланцюга, R - опір ланцюга, С - ємність ланцюга на затискачах індуктивності.

Схема-дії електростатичного трансформатора. При додатку до звичайного конденсатору постійної напруги він починає відбирати електричну енергію від джерела напруги до тих пір, поки енергія, запасені в діелектрику - енергія електростатичного поля - не буде достатньою, щоб підтримувати напругу на діелектрику, рівне додається напрузі.

Після розмикання ланцюга в коливальному контурі почнуться незгасаючі електромагнітні коливання з періодом Т InYLC, в процесі яких енергія буде періодично перетворюватись то в енергію магнітного поля котушки, то в енергію електростатичного поля конденсатора.

Оскільки містять великі величини пгас2 то для отримання наступного прибл жеіія досить врахувати в 8а і W лише члени, ие містять с, т, & іерелятівістскую кінетичну енергію частинок і енергію електростатичного поля.

Звернемо увагу на те, що зв'язок між термодинамічними величинами, які ми позначаємо буквами зі знаком - і без нього, як раз відповідає тій, яка вже була введена в § 5 для енергії електростатичного поля провідників в порожнечі.

Можна показати, що зменшення енергії конденсатора дорівнює обсягу внесеної пластини, помноженому на щільність енергії в діелектрику. Ця енергія електростатичного поля витрачається на роботу з переміщення пластини.