ФИЗИКА

3.3.3. Энергия электрического поля

Выразим энергию заряженного плоского конденсатора через характеристики поля в зазоре между обкладками. Подстановка выражения (3.2.38) для ёмкости конденсатора в формулу приводит к соотношению:

Отношение U/d даёт напряжённость Е поля между обкладками конденсатора; произведение равно объёму V конденсатора. Следовательно,

(3.3.5)

В плоском конденсаторе поле однородно. Поэтому энергия распределена по объёму конденсатора равномерно. Значит, в единице объёма поля содержится энергия

С учётом (3.2.14):

(3.3.6)

Формула (3.3.6) определяет плотность энергии электрического поля.

Мы получили формулы (3.3.6) для случая, когда поле однородно. Однако эти формулы справедливы для любого электрического поля.

Возникает вопрос, где же локализована энергия, что является носителем энергии – заряды или поле? В рамках электростатики дать ответ на этот вопрос невозможно. Постоянные поля и обусловившие их заряды не могут существовать обособленно друг от друга. Однако, изменяющиеся во времени поля могут существовать независимо от возбудивших их зарядов и распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн. Опыт показывает, что электромагнитные волны переносят энергию. Следовательно, носителем энергии являются не заряды, а поля.

к к к