Работата на електрическото поле при пренос на заряд

образуване

За всяко заредено електричествополе, актове на сила. В тази връзка, когато зарядът се движи на полето, се извършва определена работа на електрическото поле. Как да изчислите тази работа?

Работата на електрическото поле се състои в прехвърлянето на електрически заряди по продължение на проводника. Тя ще бъде равна на произведението от напрежението, тока и времето, прекарано на работа.

Прилагайки формулата на закона на Ом, можем да получим няколко различни варианта на формулата за изчисляване на действието на тока:

A = UjI˖t = I2R˖t = (U2 / R) ˖t.

В съответствие със закона за опазване на енергиятаработата на електрическото поле е равна на промяната на енергията на отделна част от веригата, във връзка с която енергията, освободена от проводника, ще бъде равна на работата на тока.

Да изразим в системата на SI:

[A] = В˖А˖с = Вт˖с = J

1 kWh = 3,600,000 J.

Ние ще извършим експеримента.Нека разгледаме движението на заряда в едноименно поле, което се формира от две паралелни плочи А и В и заредени заряди с противоположни заряди. В това поле линиите на сила са перпендикулярни на тези плочи по цялата им дължина, а когато плоча А е положително заредена, тогава силата на полето Е ще бъде насочена от А към В.

Да предположим, че положителното зареждане q се движи от точка a до точка b по произволен път ab = s.

Тъй като силата, която действа на заряда, която е в полето, ще бъде равна на F = qE, работата, извършена, когато зарядът се движи в полето според дадения път, ще се определя от равенството:

A = Fs cos α, или А = qFs cos α.

Но s cos α = d, където d е разстоянието между плочите.

Следователно следва: A = qEd.

Да предположим, че зарядът q се движи от a и b в acb по същество. Работата на електрическото поле, извършена по този път, е равна на сумата от работата, извършена на отделните му части: ac = s1, cb = s2, т.е.

A = qEs1 cos a1 + qEs2 cos α2,

А = qE (s1 cos α1 + s2 cos α2).

Но s1 cos α1 + s2 cos α2 = d и следователно в този случай A = qEd.

В допълнение, предполагаме, че таксата qсе движи от А до точка Б от произволна крива. За да се изчисли направено по този извит път работа, е необходимо да се разслоявания областта между плочите А и В редица от паралелни равнини, които са близо един до друг, че отделните секции на пътека S между равнините, може да се счита прави.

В този случай работата на електрическото поле,произведени на всеки от тези сегменти на пътя, ще се равнява на А1 = qEd1, където d1 е разстоянието между две съседни равнини. И общата работа по цялата пътека d ще бъде равна на продукта qE и сумата от разстоянията d1, равна на d. По този начин и в резултат на криволинейния път перфектната работа ще бъде равна на A = qEd.

Изглежданите от нас примери показват товаработата на електрическото поле при преместването на заряда от всяка точка на друга не зависи от формата на пътя на движение, а зависи само от положението на тези точки в полето.

В допълнение, ние знаем, че работата, коятосе осъществява чрез гравитацията при движение на тялото по наклонена равнина с дължина l, ще бъде равна на работата, извършена от тялото, когато падне от височина h, и височината на наклонената равнина. Следователно работата на гравитацията, или по-специално, когато тялото се движи в гравитационното поле, също не зависи от формата на пътя, а зависи само от разликата във височините на първата и последната точка на пътя.

Така че може да се докаже, че такова важно свойство може да притежава не само хомогенно, но и всяко електрическо поле. Подобно свойство притежава гравитацията.

Работата на електростатичното поле при преместването на точковото зареждане от една точка до друга се определя от линеен интеграл:

A12 = ∫ L12q (Edl),

където L12 е траекторията на зарядното движение, dl -безкрайно малко отместване по траекторията. Ако контурът е затворен, символът для се използва за интеграла; в този случай се предполага, че е избрана посоката на веригания байпас.

Работата на електростатичните сили не зависи от форматано само от координатите на първата и последната точка на изместване. Следователно силните полета са консервативни и самата област е потенциална. Струва си да се отбележи, че работата на всяка консервативна сила по затворен път ще бъде нула.

Коментари (0)
Добавете коментар