Luăm o suprafață care se extinde până la infinit, astfel încât integralele peste volum devin integral pe întreg spațiul. Lăsați suprafața selectată să aibă forma unei sfere cu centrul de la origine, iar raza se apropie de infinit. potențial # 966 se modifică cu o rază de 1 / R și grad # 966 ca 1 / R 2. Aria suprafeței crește sferei ca R 2. Astfel suprafața scade odată cu creșterea razei integrale ca (1 / R) (1 / R2) R2 = (1 / R). Deci, în cazul în care integrarea este preluat întregul spațiu, integrala de suprafață dispare și în cele din urmă se obține
Ultima relație poate fi interpretată, spunând că în locul spațiului în care există un câmp electric, energia este de asemenea concentrată, iar densitatea sa (cantitatea de energie per unitate de volum) este egală cu
unde V este volumul spațiului dintre plăci. De unde obținem expresia care coincide cu (6.17) pentru densitatea energetică.
Unde este, de fapt, energia localizată - unde este sarcina (în acest caz pe plăcile condensatoarelor) sau unde este câmpul (adică, în spațiul dintre plăci)? În cadrul electrostaticelor, este imposibil să răspundem la această întrebare.
Câmpurile variabile în funcție de timp pot exista independent de sarcinile care le inițiază, din care rezultă că transportatorul de energie este un câmp. Luați în considerare, de exemplu, cazul în care încărcăturile care se deplasează în antenă excită undele electromagnetice, care, ajungând la antena receptorului, fixează încărcăturile în antena sa. Transmisia semnalului este în mod evident legată de transferul de energie. Undele electromagnetice se propagă la viteză finită și au nevoie de ceva timp pentru a acoperi distanța de la emițător la receptor. Încărcările din antena de transmisie nu se mișcă, dar nu se mișcă încă în zona de recepție. Este evident că energia trebuie să fie păstrată în orice moment, inclusiv în această perioadă de timp. Rămâne să se concluzioneze că energia din acest interval de timp este localizată în câmpul electromagnetic al undei. Mișcarea încărcărilor în antenă va începe odată cu sosirea valului în punctul unde este localizat receptorul, iar această mișcare va fi asociată cu energia electromagnetică adusă de unde.
Să luăm în considerare rolul dielectricului în determinarea densității energetice. Reprezentăm (6.17) ca
Primul dintre termenii de pe partea dreaptă coincide cu (6.16) și este astfel densitatea energetică a câmpului electric în vid. Să arătăm că al doilea termen reprezintă energia folosită pentru polarizarea pe unitatea de volum a dielectricului. Să ne exprimăm lucrarea cu polarizarea unui volum unitar al unui dielectric ca
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: