Байланысты: 1. Диэлектриктегі электростатикалы ріс. Электр рісіндегі дипо
1. Электр өрістің энергиясы. Үзіліссіз таралған зарядтардың энергиясы. Өздік энергия. Өріс энергиясының көлемдік тығыздығы. Зарядталған жазық конденсаторды қарастырамыз. Оның энергиясы (3.6) формуласымен, ал электр сыйымдылығы
. (3.7)
өрнегімен анықталады. Егер конденсатор астарларының ара қашықтығы оның өлшемдерінен айтарлықтай аз болса, онда конденсатор энергиясын біртекті деп қарастыруға болады. Сонда , осы және (3.5) өрнектерін (3.6) формуласына қойып, алатынымыз:
(3.8)
мұндағы жазық конденсатордағы өрістің алып тұрған көлемі.
Бұл формулада конденсатор энергиясы электр өрісін сипаттайтын
өріс кернеулігімен өрнектелген. Осы жағдайда энергия таралған көлем бойынша осы энергияны тасымалдаушы рөлін өріс атқарып тұр. Тұрақты өріс және оған себепші зарядтар бір-бірімен тікелей байланыста. Алайда уақыт бойынша өзгеретін өріс өзін тудырушы зарядтарға байланыссыз болады да кеңістікте электрмагниттік толқын ретінде тарай береді. Тәжірибе электрмагниттік толқын энергия тасымалдайтынын көрсетті.
Атап айтқанда, Жер бетіндегі тіршілікке керекті энергия Күннен электрмагниттік толқындар арқылы (жарықпен) жеткізіледі, радиоқабылдағыштарды сөйлететін энергиялар орталық станциядан электрмагниттік толқындармен жеткізіледі т.с.с. Осы фактілер энергия тасымалдаушылар өріс екендігін білдіреді.
Электрстатикалық өріс энергиясының көлемдік тығыздығын (3.8) өрнегін пайдаланып мына түрде алуға болады:
. (3.9)
Изотропты диэлектриктерде және векторларының бағыттары бағыттас, сондықтан (3.9) формуласындағы -ны -ге алмастырып, алатынымыз:
. (3.10)
Бірінші қосынды вакуумдегі, екіншісі диэлектрикті полярлауға кеткен өріс энергия тығыздығын сипаттайды. Әрбір нүктедегі өріс энергиясының тығыздығын білсек, төмендегі интеграл көмегімен бүкіл V көлемдегі энергияны табуға болады.
. (3.11)
Бұл біртекті және біртекті емес электрстатикалық өрісті, сонымен қатар айнымалы потенциалды емес өрісті есептеуге пайдалынатын әмбебап формула.
