Elektriskā lauka darbs pie maksas nodošanas

Izglītība:
Notiek ielāde ...

Par jebkuru maksu, kas ir elektriskālauks, spēka akti. Šajā sakarā, kad lādiņš pārvietojas laukā, notiek noteikts elektriskā lauka darbs. Kā aprēķināt šo darbu?

Elektriskā lauka darbs sastāv no elektrisko pievadu pārneses gar vadītāju. Tas būs vienāds ar sprieguma, strāvas un darba laikā pavadīto laiku.

Piemērojot Ohmas likuma formulu, varam iegūt vairākus dažādus formulas variantus, lai aprēķinātu strāvas darbību:

A = U vad Īvu = I²Raugst = (U² / R).

Saskaņā ar enerģijas saglabāšanas likumuelektriskā lauka darbs ir vienāds ar ķēdes atsevišķas daļas enerģijas izmaiņām, saistībā ar kuru diriģenta izdalītā enerģija būs vienāda ar strāvas darbu.

Izsakām SI sistēmā:

[A] = ВВАДАУС = Втварс = J

1 kWh = 3 600 000 J.

Mēs veiksim eksperimentu. Apskatīsim maksu kustību tāda paša nosaukuma laukā, ko veido divas paralēlas plāksnes A un B, un uzlādēti pretēji maksājumi. Šajā laukā spēka līnijas ir gareniski perpendikulāras šīm plāksnēm, un, ja plāksne A ir pozitīvi uzlādēta, lauka intensitāte E tiks novirzīta no A uz B.

Pieņemsim, ka pozitīvais lādiņš q pāriet no punkta a uz punktu b pa patvaļīgu ceļu ab = s.

Tā kā spēks, kas darbojas uz lauka maksas, ir vienāds ar F = qE, darbs, kas veikts, kad maksa pārvietojas laukā saskaņā ar norādīto ceļu, tiks noteikts pēc vienlīdzības:

A = Fs cos α, vai A = qFs cos α.

Bet s cos α = d, kur d ir attālums starp plāksnēm.

No tā izriet: A = qEd.

Pieņemsim, ka tagad lādiņš q pāriet no a un b uz acb būtībā. Elektriskā lauka darbs, kas tiek veikts šajā ceļā, ir vienāds ar tā atsevišķo sekciju paveikto darbu summu: ac = s1, cb = s2, t.i.

A = qEsl cos α1 + qEs2 cos α2,

A = qE (sï cos α1 + s2 cos α2,).

Bet sï cos α1 + s2 cos α2 = d, un tādēļ šajā gadījumā A = qEd.

Turklāt mēs pieņemam, ka maksa qpārvietojas no A līdz B ar patvaļīgu līkni. Lai aprēķinātu paveiktais izliektas ceļu darbu, ir nepieciešams, lai delaminate lauku starp A un B vairākiem paralēlās plaknēs, kas ir tik tuvu viena otrai, ka atsevišķas sadaļas ceļš ir starp lidmašīnām, var uzskatīt par tieši plāksnes.

Šajā gadījumā elektriskā lauka darbs,uz katra no šiem ceļa segmentiem, būs vienāds ar A1 = qEd1, kur d1 ir attālums starp divām blakusesošām plaknēm. Un kopējais darbs pa visu ceļu d būs vienāds ar produktu qE un attālumu summu d1, kas vienāda ar d. Tādējādi, kā rezultātā līkloinārs ceļš, ideāls darbs būs vienāds ar A = qEd.

Mūsu piemēri parāda, kaelektriskā lauka darbs, lai pārvietotu lādiņu no jebkura punkta uz otru, nav atkarīgs no kustības ceļa formas, bet tas ir atkarīgs vienīgi no šo punktu atrašanās vietas laukā.

Turklāt mēs zinām, ka darbs, kastiek veikts ar smaguma pakāpi, pārvietojot ķermeni slīpajā plaknē ar garumu l, būs vienāds ar ķermeņa darbu, kad tas nokritīs no augstuma h, un slīpās plaknes augstumu. Tādējādi gravitācijas darbs vai, jo īpaši, darbs, kad ķermenis pārvietojas smaguma laukā, arī nav atkarīgs no ceļa formas, bet ir atkarīgs tikai no ceļa pirmā un pēdējā punkta augstuma atšķirībām.

Tātad var pierādīt, ka šādam svarīgam īpašumam var būt ne tikai viendabīgs, bet arī katrs elektriskais lauks. Līdzīgs īpašums ir smaguma spēks.

Elektrostatiskā lauka darbs uz punktveida maksas novirzīšanu no viena punkta uz otru nosaka lineāro integrāli:

Aľ₂ = ∫ Lí₂q (Edl),

kur L l2 ir lādēšanas kustības trajektorija, dl -bezgalīgi maza pārvietošanās gar trajektoriju. Ja kontūra ir aizvērta, integrālam tiek izmantots simbols для; šajā gadījumā tiek pieņemts, ka tiek izvēlēts ķēdes apvedceļa virziens.

Elektrostatisko spēku darbs nav atkarīgs no formasceļš, bet tikai no pirmā un pēdējā pārvietošanas punktu koordinātām. Līdz ar to lauka stiprās puses ir konservatīvas, un potenciāli ir lauks. Ir vērts atzīmēt, ka jebkura konservatīva spēka darbs pie slēgtā ceļa būs nulle.

Notiek ielāde ...
Notiek ielāde ...