Nishati ya umeme shamba

Kuzungumza juu ya nini nishati ya shamba umeme, ni muhimu kusema kuwa ni vigezo muhimu. Licha ya ukweli kwamba neno "nishati" yenyewe ni kabisa ukoo na, katika mtazamo wa kwanza, dhahiri, katika kesi hii, unahitaji uelewa mzuri wa nini kinahitajika. Kwa mfano, kama inajulikana, nishati ya umeme shamba unaweza kupimwa wakati wowote holela kiwango chake, conventionally kuchukuliwa kama asili (yaani, zero). Ingawa huu inatoa baadhi kubadilika katika maandalizi ya hesabu, na makosa inaweza kusababisha kompyuta nguvu tofauti sana. Kwa sasa sisi kufafanua baadaye, kwa kutumia formula.

nishati ya umeme shamba ni moja kwa moja kuhusiana na mwingiliano wa mashtaka mawili au zaidi uhakika. Fikiria kisa cha mashtaka mbili - Q1 Q2 na. nishati ya uwezo wa shamba umeme (katika kesi hii - electrostatics) inaelezwa kama:

W = (1/4 * Pi * E0) / (Q1 Q2 * / r),

ambapo E0 - mvutano, r - umbali kati ya mashtaka, Pi - 3.141.

Kwa kuwa uwanja wa kwanza vitendo juu ya pili (na kinyume chake), kisha mashamba hayo kufafanua uwezo. malipo ya kwanza ina athari kwa pili:

W = 0.5 * (Q1 * Fi1 + Q2 * Fi2).

Katika formula hii (imeonyeshwa kwa 1), kuna maadili mbili mpya - Fi1 na Fi2. Sisi kukokotoa yao.

Fi1 = (1/4 * Pi * E0) / (Q2 / r).

Kwa hiyo:

Fi2 = (1/4 * Pi * E0) / (Q1 / r).

Sasa hatua ya kwanza muhimu ni formula "1" ina vipindi viwili (q * Fi), kwa kweli anayewakilisha mwingiliano nishati na malipo ya sababu ya 0.5. Hata hivyo, nguvu ya shamba umeme - ni si sehemu ya malipo yoyote, kwa hiyo, kuchukua akaunti ya kipengele hiki, ni muhimu kuanzisha marekebisho, "0.5".

Kama tayari kutajwa, mwingiliano kuwa juu ya kila mmoja mashtaka kadhaa (si lazima tu mbili). Katika hali hii, wiani nishati ya umeme shamba hapo juu. thamani yake inaweza kupatikana kwa summing kupatikana kwa kila jozi ya data.

Sasa kurudi katika suala la uchaguzi wa kumbukumbu zilizotajwa katika mwanzo wa makala hii. Kwa hiyo, kuanzia formula, inafuata kwamba kama hesabu unafanywa na heshima kwa pointi kiholela, umbali kutoka mashtaka ambayo huelekea infinity, matokeo ni thamani ya kazi, ambayo imefanya shamba, malipo tofauti na kila mmoja katika umbali usio na mwisho. Lakini kama ni muhimu kujua thamani ya kazi shamba expended katika harakati kidogo cha madai wenyewe, kiini inaweza kuchaguliwa aidha, tangu thamani kusababisha hesabu ni huru ya uchaguzi wa kiini.

Hapa ni mfano, kama inaweza kutumika katika hesabu vitendo. Kwa mfano, kuna tatu bila malipo, Configuration anga ambayo ni ya pembetatu. Umbali (r) kati Q1, Q2 na Q3 ni sawa.

Sisi mahesabu ya uwezo:

Fi = 2 * (q / 4 * Pi * E0 * r).

Sasa inaweza kuamua mwingiliano nishati mashtaka yao:

W0 = 3 * ((q q *) / 4 * 3.141 * E0 * r).

Hii ni kazi ambayo yatafanyika wakati wa kusonga na umbali usio na mwisho.

Kama makazi yao wote watatu linatokana na kituo cha kawaida ya kiasi hicho, pembetatu sumu kwa pande R1 (dhidi r awali).

Kuamua nishati:

W = 3 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * R1).

Katika hali hii, tunaweza majadiliano juu ya kupunguza jumla thamani ya nishati ya mfumo mzima wa mashtaka matatu. Ikumbukwe kwamba kama thamani ya R1 (r) huelekea infinity, nishati ya awali na kazi zinazozalishwa ni sawa.

Magumu ya kazi, na kuondoa kutoka mfumo malipo bila mpangilio. Matokeo yake ni classic kesi ya mashtaka mawili iko katika r umbali.

nishati ya mfumo huo ni sawa na:

W = (q * q) / (4 * Pi * E0 * r).

sanduku atafanya kazi kwenye harakati yenyewe, ambayo ni numerically sawa na:

A = 2 * ((q * q) / 4 * Pi * E0 * r).

Kisha kila kitu tu: kuondoa malipo zaidi katika matokeo ya kuwa jumla ya nishati ni sawa na sifuri (hakuna kibali). Katika kesi hii, kazi na uwanja wa kiidadi kusawazisha. Kwa maneno mengine, nishati ya awali kabisa kuongoka katika kazi.

Hesabu kuhusiana na uamuzi wa nguvu kwa ajili ya shamba umeme kwa ujumla kutumika kwa ajili ya uteuzi wa capacitors. Baada ya kila kifaa kama lina ya sahani mbili kutengwa kwa r umbali, wakati kila mmoja malipo ni nyingi sana.