ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО ПPOBOДHИКA. ЭHEPГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Пример 4. Металлический шар радиусом R=3 cм несет заряд Q=20 нКл. Шар окружен слоем парафина толщиной d=2см. Определить энергию W электрического поля, заключенного в слое диэлектрика.
Р е ш е н и е. Так как поле, созданное заряженным шаром, является неоднородным, то энергия поля в слое диэлектрика распределена неравномерно. Однако объемная плотность энергии будет одинакова во всех точках, отстоящих на равных расстояниях от центра сферы так как поле заряженного шара обладает сферической симметрией.
Выразим энергию в элементарном сферическом
слое диэлектрика объемом dV: dW= ωdV, где ω - объемная
плотность энергии (рис. 18.1).
Полная энергия выразится интегралом
, (1)
где r- радиус элементарного
сферического слоя; dr- его толщина. Объемная плотность энергии определяется
по формуле ω =εε0Е2/2, где
Е- напряженность поля. В нашем случае 
и, следовательно,
Электростатика Электричество и электромагнетизм
Подставив это выражение плотности в формулу (1) и вынеся за знак интеграла постоянные величины, получим
произведя вычисления по этой формуле, найдем
W=12 мкДж.
Стили
Учебник по атомной и ядерной физике Кинематика,
динамика тела, силы в механике, колебания примеры решения задач
Электpостатика Постоянный электpический ток Законы
геометрической оптики
Молекулярная физика Электрическая
емкость, конденсаторы
Проектирование печатных плат Постулаты
и элементы квантовой механики Физика твердого тела
Топология электрических цепей Явление
электромагнитной индукции и магнитные цепи
Электрические цепи переменного тока
| ||