Энергия заряженного конденсатора

Если на обкладках конденсатора электроемкостью С находятся электрические заряды +q и -q, то согласно формуле напряжение между обкладками конденсатора равно

В процессе разрядки конденсатора напряжение между его обкладками убывает прямо пропорционально заряду q от первоначального значения U до 0.

Среднее значение напряжения в процессе разрядки равно

Для работы А, совершаемой электрическим полем при разрядке конденсатора, будем иметь:

Следовательно, потенциальная энергия Wp конденсатора электроемкостью С, заряженного до напряжения U, равна

Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.

Плотность энергии - количество энергии на единицу объёма.

Энергия электростатического поля в вакууме и диэлектрике:

 

(На случай доп. Сведений в этом контексте )

12.)Цепи постоянного тока. Сторонние силы и ЭДС. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа.

Первое правило Кирхгофа.Место, в котором соединяются два или более

проводника в цепи называется узлом. Суммарный заряд, входящий в узел,

должен равняться суммарному заряду, выходящему из него, в противном

случае заряд узла рос бы неограниченно (что, например, приводило бы к

механическому взрыву узла). Из определения тока (2.1) получаем,

следовательно, что сумма токов, входящих в произвольный узел, должна

равняться сумме токов, выходящих из него

Данное утверждение составляет собой содержание первого правила Кирхгофа.

Второе правило Кирхгофа.Работа по перемещению заряда

электрическим полем вдоль контура между зажимами э.д.с. равна работе сторонних сил внутри э.д.с. Деля на q, с учетом определения э.д.с.,

получаем

Если контур цепи не разветвленный, то между зажимами э.д.с. может

располагаться произвольное число элементов цепи. Тогда напряжение между

зажимами э.д.с. будет равно сумме напряжений на этих элементах

Если, кроме того, в этом контуре располагается несколько э.д.с., то

приведенное соотношение легко модифицируется .