1. Năng lượng của tụ điện

Giả sử ta cần sử dụng nguồn nhằm nạp điện tích vào hai bản của một tụ điện bao gồm điện dung C. Nguồn điện áp sinh công để lấy các năng lượng điện tích mang lại các phiên bản tụ và công đó gửi thành năng lượng của tụ điện. Để tính công này, ta giả sử ở thời điểm t, điện cầm cố giữa hai bản tụ là u với điện tích của tụ là q. Trong thời gian dt tiếp theo, nguồn gửi thêm điện tích dq đến tụ. Bởi vì dq rất nhỏ nên u coi như không đổi và công của mối cung cấp là da = udq = Cudu. Công toàn phần nhằm nạp điện cho tụ cho đến lúc hiệu năng lượng điện thế bằng U là: ( A=intlimits_0^UdA=Cintlimits_0^Uudu=frac12CU^2 )

Công này gửi hóa thành tích điện W của tụ. Vậy tích điện của tụ điện là:

( W=frac12CU^2=frac12QU=frac12fracQ^2C ) (2.19)

2. Tích điện điện trường

Xét một tụ điện phẳng đang tích điện. Năng lượng của tụ năng lượng điện là ( W=frac12CU^2 )

Thay ( C=fracvarepsilon varepsilon _0Sd ), ( U=Ed ) vào biểu thức trên, ta có:


( W=frac12left( fracvarepsilon varepsilon _0Sd ight)left( Ed ight)^2=frac12varepsilon varepsilon _0E^2.Sd=frac12varepsilon varepsilon _0E^2.V ) (2.20)

Trong đó ( V=Sd ) là thể tích của vùng không gian giữa hai phiên bản tụ, cũng chính là vùng không gian có điện trường.

Bạn đang xem: Năng lượng điện trường trong tụ điện

Như vậy năng lượng của tụ năng lượng điện định xứ vào vùng không gian có điện trường. Nói biện pháp khác, nơi nào có điện trường thì chỗ đó tất cả năng lượng. Điện trường tất cả mang năng lượng, đó là một trong bằng chứng minh chứng điện trường là một trong dạng đồ chất.

Công thức (2.20) minh chứng rằng, tích điện điện trường đầy đủ tỉ lệ với thể tích không khí có điện trường. Ta viết lại (2.20) bên dưới dạng:

( W=frac12varepsilon varepsilon _0E^2.V=omega _E.V ) (2.21)

Trong đó: ( omega _E=frac12varepsilon varepsilon _0E^2=frac12ED ) (2.22) điện thoại tư vấn là tỷ lệ năng lượng điện trường.

Xem thêm: Kể Chuyện Thánh Gióng Bằng Lời Văn Của Em Hay Nhất, Kể Lại Truyện Thánh Gióng Bằng Lời Văn Của Em

Trường hòa hợp tổng quát, nếu điện trường là không phần lớn thì ta chia nhỏ tuổi thể tích V thành phần nhiều yếu tố thể tích đơn vị chức năng đủ nhỏ tuổi sao mang đến điện trường vào yếu tố đó là điện trường đều. Khi năng lượng điện trường cất trong nguyên tố thể tích đơn vị chức năng là ( dW=omega _E.dV ). Từ đó mang tích phân trên cục bộ tích V, ta được năng lượng điện trường chứa trong thể tích không khí V: (W=intlimits_(V)omega _EdV=frac12varepsilon varepsilon _0intlimits_(V)E^2dV=frac12intlimits_(V)EDdV) (2.23)

Trong hệ SI, đơn vị chức năng đo năng lượng điện trường là jun (J) và đơn vị đo mật độ năng lượng năng lượng điện trường là jun bên trên mét khối (J/m3).