ЭHEPГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Основные формулы
· Энергия заряженного проводника выражается через заряд Q, потенциал φ и электрическую емкость С проводника следующими соотношениями:
· Энергия заряженного конденсатора
Переменный ток. Изображение синусоидальных переменных.
где С- электрическая емкость конденсатора; U - разность потенциалов на его пластинах.
· Объемная плотность энергии (энергия электрического поля, приходящаяся на единицу объема)
где Е - напряженность электрического поля в среде с диэлектрической проницаемостью ε; D - электрическое смещение.
ПОТЕНЦИАЛ. ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ
Пример 6. Электрон со скоростью v=1,83×106 м/с влетел в однородное электрическое поле в направлении, противоположном вектору напряженности поля. Какую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы обладать энергией Ei=13,6 эВ*? (Обладая такой энергией, электрон при столкновении с атомом водорода может ионизировать его. Энергия 13,6 эВ называется энергией ионизации водорода.)
Решение. Электрон должен пройти такую разность
потенциалов U, чтобы приобретенная при этом энергия W в сумме с кинетической энергией T, которой обладал электрон перед вхождением
в поле, составила энергию, равную энергии ионизации Ei, т. е. W+T=Ei. Выразив в этой формуле W=eU и Т =(mv2/2), получим eU+(mv2/2)=Ei. Отсюда
.
Освоение новых пространств дало дизайну новый порядок проектных объектов: летательные аппараты, подводные корабли. Особую роль здесь начинают играть вопросы технологии производства и эксплуатации, эргономики.
* Электрон-вольт (эВ) — энергия, которую приобретает частица, имеющая заряд, равный заряду электрона, прошедшая разность потенциалов 1 В. Эта внесистемная единица энергии в настоящее время допущена к применению в физике.
Произведем вычисления в единицах СИ:
U=4,15 В.
|
||