Электрическая энергия


Электрическая энергия

Электрическая энергия

Электромагнитная энергия — термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электромагнитном поле. Сюда же относятся частные случаи чистого электрического поля и чистого магнитного поля. Эта энергия равна механической работе, совершаемой при перемещении зарядов и проводников в электрическом и магнитном полях.


Содержание

Работа электрического поля по перемещению заряда

Понятие работы A электрического поля E по перемещению заряда Q вводится в полном соответствии с определением механической работы:


A = \int F(x)\, dx = \int Q \cdot E(x)\, dx = Q \cdot U

где U = \int E\, dx — разность потенциалов (также употребляется термин напряжение)

Во многих задачах рассматривается непрерывный перенос заряда в течение некоторого времени между точками с заданной разностью потенциалов U(t), в таком случае формула для работы следует переписать следующим образом:


A = \int U(t)\, dQ = \int U(t) I(t)\, dt

где  I(t) = {dQ \over dt}  — сила тока


Мощность электрического тока в цепи

Мощность W электрического тока для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы A по времени, то есть выражением:


W(t) = \frac{{dA}}{dt} =  U(t) \cdot I(t)

— это наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.


С учётом закона Ома : U = I \cdot R

Электрическую мощность, выделяемую на сопротивлении R можно выразить как через ток:  W = I(t)^2 \cdot R ,

так и через напряжение:  W = {{U(t)^2 } \over R}

Соответственно, работа (выделившаяся теплота) является интегралом мощности по времени:


A = \int W(t)\, dt =  \int I(t)^2 \cdot R\, dt = \int {{U(t)^2 } \over R}\, dt

Энергия электрического и магнитного полей

Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строго говоря, термин энергия электромагнитного поля является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие плотности энергии электромагнитного поля (в определенной точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.

Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей.

В системе СИ: u = {\varepsilon _0 E^2 \over 2}  + {\mu _0 H^2 \over {2}}

где E — напряжённость электрического поля, H — напряжённость магнитного поля, \varepsilon _0 — электрическая постоянная, и \! \mu_0 — магнитная постоянная. Иногда для констант \varepsilon _0 и \! \mu_0 — используют термины диэлектрическая проницаемость и магнитная проницаемость вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.


Потоки энергии электромагнитного поля

Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга S (в российской научной традиции — вектор Умова-Пойнтинга).

В системе СИ вектор Пойнтинга равен: \mathbf S = \mathbf E \times \mathbf H,

— векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей, и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.

Вместе с тем, формула для плотности потока энергии может быть обобщена для случая стационарных электрических и магнитных полей, и имеет совершенно тот же вид: \mathbf S = \mathbf E \times \mathbf H.

Сам факт существования потоков энергии в постоянных электрических и магнтных полях, на первый взгляд, выглядит очень странно, но это не приводит к каким-либо парадоксам; более того, такие потоки обнаруживаются в эксперименте.

См. также


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Электрическая энергия" в других словарях:

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ — см. ЭНЕРГИЯ. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ — энергия определенного вида, выступающая в процессах купли продажи, как товар, отличающийся особыми потребительскими свойствами: совпадением во времени процессов производства, транспортирования и потребления; зависимостью характеристик качества… …   Юридическая энциклопедия

  • электрическая энергия — электроэнергия Широко распространенный термин, используемый для определения количества энергии, отдаваемой электростанцией в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Единица измерения кВт.ч. [Большой энциклопедический словарь]… …   Справочник технического переводчика

  • электрическая энергия — электромагнитная энергия; электрическая энергия Энергия электромагнитного поля, слагающаяся из энергии электрического поля и энергии магнитного поля …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • электрическая энергия — 8 электрическая энергия: Термин, под которым подразумевается энергия, заключенная в электрическом поле de. Elektrische Energie en. Electric energy fr. Énergie électrique Источник: ГОСТ Р 54130 2010: Качество электрической энергии. Термины и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • электрическая энергия — elektrinė energija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Nagrinėjamojo elektrinio lauko energijos ir jo veikiamų kitų objektų energijos kiekių suma. atitikmenys: angl. electric energy; electrical energy vok. elektrische… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • электрическая энергия — elektrinė energija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric energy; electrical energy vok. elektrische Energie, f rus. электрическая энергия, f pranc. énergie électrique, f …   Fizikos terminų žodynas

  • электрическая энергия — elektros energija statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Elektros krūvių potencinė energija, sukaupta elektriniame lauke. atitikmenys: angl. electric energy; electric power; electrical energy vok. elektrische Energie, f;… …   Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

  • электрическая энергия — elektros energija statusas T sritis Energetika apibrėžtis Elektros energija yra elektros krūvių potencinė energija, sukaupta elektriniame lauke. atitikmenys: angl. electric energy; electrical energy vok. elektrische Energie, f rus. электрическая… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ — один из самых важных видов энергии. Электроэнергия в своей конечной форме может передаваться на большие расстояния потребителю. См. также ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ. ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА Производство и распределение электроэнергии. На районной (т.е.… …   Энциклопедия Кольера

Книги

Другие книги по запросу «Электрическая энергия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.