›
›

Bài giảng Năng lượng của điện trường

pdf 16 trang huongle 5780
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Năng lượng của điện trường", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_nang_luong_cua_dien_truong.pdf

Nội dung text: Bài giảng Năng lượng của điện trường

  1. III. Năng lượng của điệntrường 1
  2. Nội dung „ Năng lượng củahệđiệntích, củavậtchất điện trong điệntrường. „ Năng lượng củatụđiệntíchđiện. „ Năng lượng và mật độ năng lượng của điệntrường. 2
  3. Mụctiêu „ Khái niệm thế năng tương tác (năng lượng) điện của hệ điện tích điểm, vật dẫn, tụ điện. „ Năng lượng và mật độ năng lượng của điệntrường. 3
  4. II.1 Năng lượng củahệđiệntích, củavậtchất điệntrongđiệntrường. 4
  5. 1. Năng lượng củahệđiệntíchđiểm „ Thế năng (thế năng tương tác) của điện tích q2 đặttrongđiệntrường củaq1: q1q2 U12 = 4πε0εr12 và ngượclại: q1q2 U 21 = 4πε0εr21 „ U12 = U21 ≡ W – thế năng hay năng lượng tương tác điện củahệ hai điệntíchđiểm. 5
  6. Năng lượng củahệđiệntíchđiểm (cont. 1) „ Viếtlạibiểuthứcnăng lượng điện: q1q2 1 q2 1 q1 W = U12 = U 21 = = q1 + q2 4πε0εr12 2 4πε0εr12 2 4πε0εr12 mặtkhácđiệnthế do q2 gây ra tạivị trí củaq1 và ngượclại: q2 q1 V1 = V2 = 4πε0εr12 4πε0εr12 → năng lượng điệncủahệ hai điệntíchđiểm: 1 W = U = U = (q V + q V ) 12 21 2 1 1 2 2 6
  7. Năng lượng củahệđiệntíchđiểm (cont. 2) „ Hệ ba điệntíchđiểm: 1 W = (q V + q V + q V ) 2 1 1 2 2 3 3 trong đóV1 là điệnthế tạivị trí điệntích q1 gây bởicácđiệntíchcònlại. „ Mở rộng cho hệ n điệntíchđiểm 1 n W = ∑ qiVi 2 i=1 7
  8. 2. Năng lượng củavậtdẫncôlập „ Vậtdẫntổng quát: 1 W = Vdq 2 ∫ „ Vậtdẫncânbằng điện: V= const 1 1 W = V dq = qV 2 ∫ 2 1 1 1 q2 W = qV = CV 2 = 2 2 2 C 8
  9. II.2 Năng lượng củatụđiện. 9
  10. „ Năng lượng củatụđiện: 1 W = (q V + q V ) 2 1 1 2 2 do q1 = -q2 = q > 0 1 1 1 W = q(V −V ) = qV = CV 2 2 1 2 2 2 10
  11. II.3 Năng lượng và mật độ năng lượng của điệntrường. 11
  12. 1. Năng lượng điệntrường củatụđiệnphẳng. „ Xét mộttụđiệnphẳng có điệndung C, cácbảntụ có thiếtdiện S và cách nhau mộtkhoảng d: 1 1 1 W = q(V −V ) = qV = CV 2 2 1 2 2 2 ε ε.S do C = 0 , V = E.d d 1 → W = ( ε ε.E 2 ).Sd 2 0 „ (S.d) ≡ thể tích không gian giữahaibảntụ, hay thể tích không gian có điệntrường → Năng lượng tụđiệnthựcchấtlà năng lượng của điệntrường tồntạigiữahaibảntụđiện. 12
  13. 2. Năng lượng điệntrường củamộtsố tụđiện „ Tụđiệncầu „ Tụđiệntrụ 13
  14. 2. Mật độ năng lượng điệntrường. „ Định nghĩa: Năng lượng định xứ trong một đơnvị thể tích củakhônggianđiệntrường đượcgọilàmật độ năng lượng điệntrường. „ Công thứctínhchomột điệntrường bấtkì: W 1 w = = ε ε.E 2 E ∆V 2 0 14
  15. 3. Nhậnxét „ Điệntrường mang năng lượng và năng lượng này định xứ trong không gian điệntrường. „ Mật độ năng lượng điệntrường tạimột điểm bằng W 1 w = = ε ε.E 2 E ∆V 2 0 15
  16. Bài tập 16