Главная
Начало темы
Задачи
Помощь

Энергия электрического поля

Конденсатор – это устройство, состоящее из двух проводников, разделенных изолирующим слоем. Он предназначен для накопления и сохранения электрических зарядов. Так как пластины разноименно заряжены, отрицательная пластина притягивается  положительной пластиной. Если пластины освободить, то они соединятся, то есть электрическое поле совершит работу. Значит, электрическое поле обладает энергией. Энергия, накопленная в конденсаторе, равна работе силы Кулона при полном соединении пластин (в состояние нулевой потенциальной энергии). Fк – сила Кулона, действующая на вторую пластину в поле первой пластины E/2.

2
 -  целесообразно использовать при расчете энергии конденсатора., подключенном к источнику тока. При этом источник тока совершает работу

     
  - целесообразно применять, если источник тока в конечный момент отключен от конденсаторной схемы, так как в этом случае сохраняется заряд конденсатора.  Работа источника тока при этом равна нулю.
Закон сохранения энергии в конденсаторной схеме:
 
 работа внешних сил, например, при раздвижении пластин, при удалении диэлектрического слоя.
Q – количество теплоты, выделяющее в схеме при протекании электрического тока.
  начальная и конечная энергии всех конденсаторов в схеме.
   работа источника тока, если переключении источник тока подключен.
Рассмотрим примеры применения закона сохранения энергии для конденсаторных схем.
Заряд конденсатора от источника тока :
Разряд конденсатора через сопротивление: 
Удаление диэлектрического слоя из конденсатора под напряжением внешнего источника тока:
Соединение пластин конденсатора при отключенном конденсаторе: