Administratie | Alimentatie | Arta cultura | Asistenta sociala | Astronomie |
Biologie | Chimie | Comunicare | Constructii | Cosmetica |
Desen | Diverse | Drept | Economie | Engleza |
Filozofie | Fizica | Franceza | Geografie | Germana |
Informatica | Istorie | Latina | Management | Marketing |
Matematica | Mecanica | Medicina | Pedagogie | Psihologie |
Romana | Stiinte politice | Transporturi | Turism |
Energie si forte in campul electrostatic - Energia electrostatica a unui sistem de conductoare incarcate
Pentru a stabili un camp electrostatic intr-o regiune din spatiu este necesar a fi efectuat un lucru mecanic exterior (conform primului principiu al termodinamicii, fiind vorba de o schimbare de stare).
Se considera un sistem de n corpuri conductoare, initial neincarcate cu sarcini electrice, sistemul fiind izolat fata de alte sisteme sau corpuri din mediu. Se incarca treptat cu sarcini electrice, aduse dintr-un punct exterior, , aflat teoretic la infinit (practic - pe pamant), cele n conductoare ale sistemului. Energia campului electrostatic care se stabileste in final, cand toate corpurile au fost incarcate, este egala cu lucrul mecanic total efectuat de fortele exterioare pentru a incarca cele n corpuri, initial neincarcate (Fig. 3.5.1).
|
Fig. 3.5.1 Sistem de corpuri conductoare |
In continuare va fi determinata expresia acestei energii.
Transportul sarcinilor electrice pentru incarcarea fiecaruia din cele n corpuri se face cu ajutorul unui mic corp de proba, deci in portii infinitezimale, astfel incat, la un moment dat, sarcina electrica pe un conductor oarecare k reprezinta o fractiune din valoarea ei finala, , pe acel conductor. Fie sarcina electrica la un moment dat pe conductorul k. Pentru deplasarea micului corp de proba de la pana la corpul k, trebuie utilizata o forta:
|
|
egala si opusa celei exercitate de sarcina , depusa deja pe conductoare pana in momentul respectiv.
Lucrul mecanic al acestei forte pe traseul () este:
|
|
iar lucrul mecanic efectuat la un astfel de transport pentru toate corpurile devine:
|
|
Avand in vedere ca la un moment dat teorema potentialului electrostatic sub forma locala () se mai poate scrie:
|
|
cu (punctul fiind luat pe pamant), va rezulta ca lucrul mecanic elementar la un transport, pentru toate cele n corpuri, se poate scrie sub forma:
|
|
Starile intermediare ale procesului de electrizare pot fi redate cu ajutorul unei variabile de stare, , unde ,astfel:
|
|
astfel incat devine:
. |
|
Cum energia acumulata de campul electric care se creeaza este egala cu lucrul mecanic consumat pentru producerea acesteia, relatia (3.5.5) devine:
|
|
de unde:
|
|
Prin integrare rezulta expresia finala a energiei acumulate in campul electric al celor n conductoare:
(J) |
|
Se poate defini si o densitate de energie pe unitatea de volum sub forma:
(J/m3) |
|
astfel incat:
|
|
O alta forma a energiei campului electrostatic este data de relatia:
|
|
unde:
|
|
Exemplu
Energia campului electrostatic in dielectricul unui condensator electric incarcat (sistem format in acest caz numai din doua corpuri conductoare) este:
|
|
deoarece si .
Cum este tensiunea la bornele condensatorului, energia campului devine:
|
|
|
|
Acest document nu se poate descarca
E posibil sa te intereseze alte documente despre: |
Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate QReferat.com | Folositi documentele afisate ca sursa de inspiratie. Va recomandam sa nu copiati textul, ci sa compuneti propriul document pe baza informatiilor de pe site. { Home } { Contact } { Termeni si conditii } |
Documente similare:
|
ComentariiCaracterizari
|
Cauta document |