10.4. Энергия электрического поля
Для
нахождения энергии мы использовали
только заряды и потенциалы. Основной
характеристикой электрического поля
является вектор напряженности
.
Тогда энергию электрического поля между
обкладками плоского конденсатора можно
найти, преобразуя формулу (23) с учетом
того, что
= Еd;
.
После подстановки получим
.
(26)
С учетом диэлектрика между обкладками конденсатора
.
(27)
Известно, что электрическое поле является частным случаем электромагнитного поля, которое может существовать отдельно от источников поля, т.е. распространение электромагнитных волн в пространстве связано с переносом энергии.
Следовательно, электростатическое поле имеет энергию, распределенную в нем с объемной плотностью wэл.
В случае однородного электрического поля
.
Если электрическое поле неоднородно, то
,
(28)
где
.
В этом случае объемная плотность энергии электрического поля
.
(29)
Следовательно, полная энергия электрического поля
.
(30)
Таким образом, в отличие от гравитационного поля электростатическое (электромагнитное) поле характеризуется объемной плотностью энергии, и можно говорить о локализации электрической энергии в пространстве.