Anställning av ett elektriskt fält på laddningsförskjutning

Vid varje laddning som lagras i det elektriska fältet kraften utövas. I detta avseende är den fria rörligheten för laddning i ett område som definieras av driften av det elektriska fältet. Hur kan beräkna detta arbete?

Driften av det elektriska fältet är electrocharge migrera längs ledaren. Det kommer att vara lika med produkten av spänning, ström och tid på jobbet.

Tillämpa formeln för Ohms lag, kan vi få några olika alternativ för formeln för beräkning av det pågående arbetet:

A = Uit = I²R˖t = (U² / r) t.

I enlighet med det energibesparing rätt drift av den elektriska fältenergin är lika med en förändring av en enda kedja parti, och därför den energi som frigörs av ledaren, kommer att vara lika med den aktuella.

Vi uttrycker i SI-systemet:

[A] = VAS = VTS J =

1 kVt˖chas J = 3.600.000.

Experiment utfördes. Överväga förflyttning av laddning i samma fält, vilken är bildad av två åtskilda parallella plattor A och B och laddades med motsatta laddningar. Inom detta område kraftlinjerna i hela sin längd vinkelrätt mot dessa plattor, och när plattan A är positivt laddad, kommer fältstyrkan E är riktad från A till B.

Antag att en positiv laddning q flyttas från punkt A till punkt B utmed en godtycklig bana ab = s.

Eftersom den kraft som verkar på laddningen som är lagrad i fältet skulle vara lika med F = qE, det arbete som utförs under förflyttning av laddning på området enligt en förutbestämd bana som definieras av ekvationen:

A = Fs cos α, eller A = QFS cos α.

Men s cos α = d, där d - avståndet mellan plattorna.

Det följande: A = QED.

Låt oss nu gå laddnings q av a och b faktiskt ACB. Driften av det elektriska fältet, gjort på det här sättet, är summan av det arbete som utförs i vissa områden: AC = si, cb = Sj, det vill säga

A = qEs₁ cos α₁ + qEs₂ cos a ^,

A = qE (Si cos a ^ + Sj cos aj,).

Men S ^ cos a ^ + S ^ cos α₂ = D, och följaktligen i detta fall A = QED.

Antag också att de laddnings q rör sig från A till B med en godtycklig kurva. Att beräkna det arbete som utförs på denna krökta banan, är det nödvändigt att delaminera fältet mellan plattorna A och en mängd av parallella plan som är så nära varandra att de enskilda sektionerna av banan s mellan planen kan betraktas rakt.

I detta fall, drift av de elektriska fälten alstras vid var och en av uppgifterna bansegment kommer att vara A ^ = qEd₁, där d ^ - avståndet mellan två intilliggande plan. En komplett arbete hela vägen d kommer att vara lika med produkten av summan dj qE och ett avstånd lika med d. Således, som ett resultat av den krökta banan kommer att vara lika med det arbete som utförts A = QED.

De exempel som av oss, indikerar att funktionen hos det elektriska fältet på förflyttningen av laddning från varje punkt till en annan är oberoende av formen av rörelsebanan, och beror enbart på positionen datapunkter inom området.

Dessutom vet vi att det arbete som utförs av gravitationen när kroppen rör sig på ett lutande plan med en längd l, kommer att vara lika med det arbete som gör kroppen när ett fall från en höjd h, och höjden av det lutande planet. Därför arbete tyngdkraften eller i synnerhet arbetet med att flytta kroppen när ett gravitationsfält, också beror inte på formen av vägen och beror enbart på skillnaden i höjderna för de första och sista punkterna i banan.

Så det är möjligt att bevisa att en sådan viktig egenskap kan ha inte bara uniform, utan också alla elektriska fältet. Liknande gäller tyngdkraften.

Drift av ett elektrostatiskt fält för förflyttning av laddning från en punkt till en annan punkt bestäms av en linjär gral:

A₁₂ = ∫ L₁₂q (EDL),

där L₁₂ - banan för laddning, dl - en oändligt liten förskjutning längs banan. Om kretsen är sluten, då den integrerade symbolen används ∫; i detta fall antas att den valda riktningen shuntkretsen.

Arbetet elektrostatisk kraft är inte beroende på formen av vägen, men endast på koordinaterna för den första och sista punkter förskjutning. Följaktligen fältet kraft är konservativ, och själva fältet - eventuellt. Det är värt att notera att arbetet med något konservativ kraft längs en sluten bana är noll.