Шпоры по физике / 19881 / Энергия электростатического поля 6

Энергия электростатического поля.

Принимая во внимание, что , запишем выражение для энергии заряженного конденсатора:

(32)

Энергию можно выразить из величины, характеризующей электростатическое поле в зазоре между обкладками. Учитывая, что , получим:

Так как , а (объём конденсатора), то получим:

(33¹)

Формула (33) связывает энергию поля с зарядом на его обкладках, а формула (33¹) – с напряжённостью поля. В электростатике дать однозначный ответ на вопрос, где сосредоточена (локализована) энергия, невозможно, так как поля и создавшие их заряды могут существовать отдельно друг от друга.

Из (33¹) получим выражение для плотности движения однородного электростатического поля:

(34)

или, учитывая, что для изотропного поля, получим:

или, принимая :

(35)

Здесь первое слагаемое представляет плотность энергии в вакууме, а второе – энергию, затрачиваемую на поляризацию диэлектрика (в единицах объёма).

В случае неоднородности поля, его энергию можно определить по формуле: