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文檔簡介

靜電場的能量電容器的能量一、當(dāng)充好電的電容器的兩個極板短接時，會產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象，說明充電電容器儲存能量.電容器充電的過程就是由電源提供非靜電力做功把正電荷從電容器的負(fù)極板搬運(yùn)到正極板的過程.在這個過程中，非靜電力不斷克服靜電力做功，使電容器儲存的能量不斷增加，直到電容器的兩極板都帶有等量、異號的電荷為止.設(shè)電容器的電容為C，在電源的作用下，電荷開始從電容器的負(fù)極板通過電源移向正極板.某一瞬間，電容器兩極板的帶電量分別為+q和-q，電勢差為UAB，如圖8-38所示.圖8-38電容器的充電原理圖此時若移動電荷dq，則非靜電力克服電場力所做的功為式中，We表示電容器的能量.式(8-36)適用于所有電容器.電場能量電場能量密度二、實(shí)驗(yàn)證明，在電磁現(xiàn)象中，能量能夠以電磁波的形式和有限的速度傳播，這說明帶電系統(tǒng)儲存的能量分布在它所激發(fā)的電場空間中，即電場具有能量.下面以平行板電容器為例來討論電場能量.設(shè)平行板電容器的兩個極板帶電量分別為+Q和-Q，極板面積為S，兩板之間的距離為d，極板間充滿了電容率為ε的電介質(zhì)，則電容器的電容和兩極板間的電勢差分別為代入式(8-36)可得式中，V=Sd為平行板電容器內(nèi)電場所占空間的體積.由于平行板電容器中的場強(qiáng)為勻強(qiáng)電場，因此上式只表示勻強(qiáng)電場的能量.對勻強(qiáng)電場而言，電場能量的分布也是均勻的，故單位體積內(nèi)的能量為式(8-37)即為電場能量密度的表達(dá)式，

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