静电能量与力

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静电能量与力

2024-07-13 03:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录 1. 静电能量(1)静电能量的计算① 电荷积分公式② 电场积分公式 (2)静电能量分布及其密度 2. 静电力(1)总电荷维持不变(2)电位维持不变

1. 静电能量 (1)静电能量的计算 ① 电荷积分公式

(0)从3个点电荷推导

(1)k个导体 W e = 1 2 ∑ k φ k q k W_e = \frac{1}{2} \sum_{k} φ_kq_k We​=21​k∑​φk​qk​ (2)单独带电曲面 W e = 1 2 ∫ S σ φ d S W_e = \frac{1}{2} \int_S σφdS We​=21​∫S​σφdS (3)单独带电体 W e = 1 2 ∫ V ρ φ d V W_e = \frac{1}{2}\int_VρφdV We​=21​∫V​ρφdV

存在两种情况下的带电体,求能量,应注意,电位是所有电荷作用下的电位。 既包含互有能,又包含自有能

② 电场积分公式

W e = 1 2 ∫ V D ⋅ E d V W_e = \frac{1}{2} \int_V D·EdV We​=21​∫V​D⋅EdV

(2)静电能量分布及其密度

对电场积分公式求导,得

w e ′ = 1 2 D ⋅ E w'_e = \frac{1}{2} D·E we′​=21​D⋅E

反映出,电场的能量不是存储在电荷上,而是存储在电场中。

2. 静电力 (1)总电荷维持不变

f = − ∂ W e ∂ g ∣ q k = 常 量 f = -\frac{\partial W_e}{\partial g}|_{q_k = 常量} f=−∂g∂We​​∣qk​=常量​

(2)电位维持不变

f = ∂ W e ∂ g ∣ φ k = 常 量 f = \frac{\partial W_e}{\partial g}|_{φ_k = 常量} f=∂g∂We​​∣φk​=常量​



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