Энергия электростатического поля

Если соединить пластины заряженного конденсатора проводником, то начнется перемещение электрических зарядов, и конденсатор разрядится. Это связано с определенной работой, которую производят силы электрического поля. В результате энергии поля превратиться во внутреннюю энергию проводника – он нагревается. Подсчитаем эту работу, которая численно будет равна энергии электрического поля конденсатора W. При перемещении заряда q совершается работа , откуда

, (16.6)

Использовав (16.4), можно получить выражение для энергии электрического поля заряженного конденсатора:

, (16.7)

Энергию электрического поля конденсатора можно выразить через напряженность поля Е. Т. к. , то

, (16.8)

где - объем конденсатора.

Распределение энергии поля в пространстве характеризуется плотность энергии , где dW - энергия поля в малом объеме dV. Для однородного поля, как в плоском конденсаторе,

, (16.9)

Электрический ток

Электрический ток есть упорядоченное движение электрических зарядов – носителей тока, заряд которых будем обозначать e. В металлах и полупроводниках — это электроны, в электролитах и ионизированных газах — положительные и отрицательные ионы. Ток, возникающий в проводнике, называют током проводимости. Для его появления и осуществления необходимо, во-первых, наличие носителей тока, во-вторых, наличие в среде электрического поля, за счет которого осуществлялось бы направленное движение зарядов.

Электрический ток может быть вызван также перемещением в пространстве микроскопического заряженного тела – проводника или диэлектрика. Такой ток называют конвекционным.

За направление тока условно принимают напряжение движения положительных зарядов.

Основные свойства электрического тока следующие:

1. прохождение электрического тока во всех проводниках сопровождается выделением тепла (эффект Джоуля - Ленца);

2. прохождение тока приводит к химическим эффектам (перенос ионов в растворе или электролиз);

3. электрический ток создает магнитное поле.