Работата на електричното поле на пренос на полнеж

Секоја сила што е во електрично поле е под влијание на сила. Во врска со ова, кога обвивката се движи во полето, се случува одредена работа на електричното поле. Како да се пресмета оваа работа?

Работата на електричното поле се состои во пренос на електрични полнежи долж проводникот. Тоа ќе биде еднакво на производот на напонот, струјата и времето поминато на работа.

Применувајќи ја формулата на законот Ом, можеме да добиеме неколку различни варијанти на формулата за пресметување на работата на струјата:

A = U˖I˖t = I²R˖t = (U² / R) ˖т.

Во согласност со законот за конзервација на енергијата, работата на електричното поле е еднаква на промената на енергијата на поединечниот дел на ланецот, и затоа енергијата што ја ослободува проводникот ќе биде еднаква на работата на струјата.

Да го изразиме во системот SI:

[А] = ВБАХс = ВтХс = Ј

1 kWh = 3.600.000 J.

Ние ќе направиме експеримент. Дозволете ни да го разгледаме движењето на полнеж во полето со истото име, кое е формирано од две паралелни плочи А и Б и се наплаќаат обвиненија за спротивни обвиненија. Во оваа област, линиите на силата се нормални на овие плочки во текот на нивната должина, и кога плоча А е позитивно наелектризирана, тогаш јачината на полето Е ќе биде насочена од А до Б.

Да претпоставиме дека позитивното полнење q се движи од точката a до точката b по произволна патека ab = s.

Бидејќи силата што делува на полнежот што е во полето ќе биде еднаква на F = qE, тогаш работата што се извршува кога полнежот се движи во полето според дадената патека ќе се определи со еднаквост:

A = Fs cos α, или A = qFs cos α.

Но, s cos α = d, каде што d е растојанието помеѓу плочите.

Оттука следува: A = qEd.

Да претпоставиме дека обвивката q се движи од a и b до acb во суштина. Работата на електричното поле, постигната на оваа патека, е еднаква на збирот на работата што се прави на одделни делови: ac = s1, cb = s₂, т.е.

A = qEs1 cos α1 + qEs2 cos α2,

A = qE (s1 cos α1 + s2 cos α2,).

Но, s1 cos α1 + s2 cos α2 = d, а со тоа, во овој случај, A = qEd.

Покрај тоа, претпоставиме дека наборот q се движи од a до b по произволна крива на линијата. За да се пресмета работата извршена на одредена кривилинеарна патека, неопходно е да се слое полето помеѓу плочите А и Б со голем број паралелни рамнини кои се толку блиску еден до друг дека поединечните делови од патеката s помеѓу овие рамнини може да се сметаат за прави линии.

Во овој случај, работата на електричното поле произведена на секој од овие сегменти ќе биде еднаква на А1 = qEd1, каде што d1 е растојанието помеѓу две соседни авиони. И вкупната работа по целата патека d ќе биде еднаква на производот qE и збирот на растојанија d1 еднакви на d. Така, и како резултат на кривилинеарен пат, совршената работа ќе биде еднаква на A = qEd.

Примерите што ги разгледуваме од нас покажуваат дека работата на електричното поле при пренос на полнење од која било точка во друга не зависи од обликот на патеката на движење, туку зависи исклучиво од положбата на овие точки во полето.

Покрај тоа, ние знаеме дека работата направена од силата на гравитацијата кога телото се движи долж наклонет авион со должина l ќе биде еднаква на работата што ја врши телото кога паѓа од висина h и висината на навалената рамнина. Оттука, работата на гравитацијата, или, особено, работата кога телото се движи во гравитационото поле, исто така не зависи од обликот на патеката, туку зависи само од разликата во височините на првата и последна точка на патеката.

Значи може да се покаже дека ваков важен имот може да поседува не само хомогено, туку и секое електрично поле. Сличен имот е поседуван од гравитацијата.

Работата на електростатско поле на поместување на точката на полнење од една точка во друга се одредува со линеарен интеграл:

A12 = ∫ L1qq (Edl),

Каде што L12 е траекторијата на движењето на полнежот, dl е бесконечно мазна поместување долж траекторијата. Ако контурата е затворен, симболот за се користи за интегралот; Во овој случај се претпоставува дека се избира насоката на бајпас на колото.

Работата на електростатските сили не зависи од обликот на патеката, туку само од координатите на првата и последна точка на поместување. Како последица на тоа, полевите сили се конзервативни, а полето е потенцијално. Вреди да се напомене дека работата на која било конзервативна сила по затворен пат ќе биде нула.