Enèji a nan jaden an elektrik

Pale sou sa enèji a nan jaden an elektrik, li nesesè nan pwen soti ke li se paramèt enpòtan. Malgre lefèt ke tèm "enèji nan" tèt li se byen abitye ak, nan premye gade, evidan, nan ka sa a, ou bezwen yon bon konpreyansyon nan sa ki nan mennen. Pou egzanp, kòm se li te ye, enèji a nan jaden an elektrik ka mezire nan nenpòt nivo abitrè li yo, konvansyonèl pran kòm orijin nan (ki se, zewo). Malgre ke sa a bay kèk fleksibilite nan preparasyon an nan kalkil, yon erè pouvwa mennen nan yon pouvwa informatique trè diferan. Kounye a nou pral klarifye pita, lè l sèvi avèk fòmil la.

Enèji a nan jaden an elektrik se dirèkteman gen rapò ak entèraksyon an nan de oubyen plis chaj pwen. Konsidere ka-a nan de akizasyon - q1 ak Q2. Enèji a potansyèl de jaden an elektrik (nan ka sa a - Electrostatic) se defini kòm:

W = (1/4 * Pi * E0) / (q1 * Q2 / r),

kote E0 - tansyon, r - distans ant chaj, Pi - 3,141.

Depi jaden an premye aji sou dezyèm (ak vis vèrsa a), Lè sa a, sa yo jaden defini potentiels yo. chaj nan premye gen yon efè sou dezyèm lan:

W = 0.5 * (q1 * Fi1 + Q2 * Fi2).

Nan ka sa fòmil (deziye pa 1), ki te gen de valè nouvo - Fi1 ak Fi2. Nou kalkile yo.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (Q2 / r).

An konsekans:

Fi2 = (1/4 * Pi * E0) / (q1 / r).

Koulye a, premye pwen an enpòtan an se fòmil la "1" gen de tèm (q * Fi), aktyèlman reprezante faktè a enèji entèraksyon ak chaj nan 0.5. Sepandan, enèji a nan jaden an elektrik - li se pa fè pati nan nenpòt ki chaj, Se poutèt sa, yo pran kont nan karakteristik sa a, li nesesè prezante yon koreksyon, "0.5".

Kòm deja mansyone, entèraksyon an gen sou youn ak lòt chaj plizyè (pa nesesèman jis de). Nan ka sa a, dansite la enèji nan jaden an elektrik pi wo a. ka valè li yo ka jwenn nan adisyon jwenn pou chak pè nan done.

Koulye a, tounen nan pwoblèm nan nan chwa pou yo referans a mansyone nan konmansman an nan atik sa a. Se konsa, ki soti nan fòmil yo, li swiv ke si se kalkil la te pote soti ki gen rapò ak pwen abitrè, distans la soti nan akizasyon yo ki gen tandans fè Infinity, rezilta a se valè a nan travay, ki te fè jaden an, chaj diferan youn ak lòt nan yon distans enfini. Men, si li se nesesè yo konnen valè a nan travay nan jaden depanse nan yon mouvman relativman ti nan chaj yo ki tèt yo, yo ka pwen an referans yo ta dwe chwazi swa, depi kalkil la valè ki kapab lakòz se endepandan nan chwa a pwen an referans.

Isit la se yon egzanp, kòm li kapab itilize nan kalkil pratik. Pou egzanp, gen twa nan chaj la, configuration la, te espasyal nan ki se yon triyang. Distans (r) ant q1, Q2 ak Q3 yo egal-ego.

Nou kalkile potansyèl la:

Fi = 2 * (q / 4 * Pi * E0 * r).

Nou kapab kounye a detèmine enèji nan entèraksyon chaje tèt yo:

W0 = 3 * ((q * q) / 4 * 3.141 * E0 * r).

Sa a se travay la ki pral fè lè w ap deplase nan yon distans enfini.

Si se deplasman an nan tout twa sòti nan sant la komen nan menm kantite lajan an, triyang a ki te fòme ki gen kote R1 (kont r a anvan).

Detèmine enèji a:

W = 3 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * R1).

Nan ka sa a, nou ka pale sou diminye valè nan enèji manm nan tout sistèm nan nan twa akizasyon yo. Li ta dwe te note ke si valè a nan R1 (r) gen tandans fè Infinity, enèji inisyal la ak travay yo ki te pwodwi yo egal-ego.

Konplike travay la, epi retire nan sistèm nan yon chaj o aza. Rezilta a se yon ka klasik nan de akizasyon ki chita nan yon distans r.

Enèji a tout moun ki tankou sistèm yon ki egal a:

W = (q * q) / (4 * Pi * E0 * r).

Yon bwat pral fè travay la sou mouvman an tèt li, ki se numériquement egal a:

A = 2 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r).

Lè sa a, tout bagay tou senpleman: retire yon chaj plis sa pral lakòz nan ki enèji nan total ki egal a zewo (pa gen okenn clearance). Nan ka sa a, travay la ak jaden an nan numériquement egalizasyon. Nan lòt mo, se enèji orijinal la konplètman konvèti nan travay.

Kalkil ki gen rapò ak detèminasyon nan enèji a pou jaden an elektrik se jeneralman itilize pou seleksyon an nan kondansateur. Apre chak aparèy sa yo konsiste de de plak separe pa yon distans r, nan chak nan yo ki chaj la se konsantre.