24.13
부피로 둘러싸인 연속 전하 분포를 고려하십시오. 무한소 전하 요소 내부의 총 전하는 체적 전하 밀도로 작성할 수 있습니다.
이 연속 전하 분포 구성에서 수행된 작업 또는 저장된 에너지는 체적 전하 밀도와 해당 전위의 통합에 의해 제공됩니다.
가우스의 법칙을 사용하고 제품 규칙을 적용하면 전기장 측면에서 방정식이 다시 작성됩니다.
발산 정리를 적용하고 전위 구배를 전기장으로 대체하면 저장된 에너지는 표면과 부피 적분의 합으로 표현됩니다.
적분 부피가 확장되더라도 플럭스는 추가 부피의 전하 밀도가 0이기 때문에 먼 거리에서 동일하게 유지됩니다. 그러나 표면 적분은 거리에 반비례하여 감소하여 총 에너지를 보존하기 위해 부피 적분을 증가시킵니다.
결국, 공간 전체에 걸쳐 통합하면 표면 적분이 0이 되며, 이는 저장된 총 에너지가 전기장의 크기에서만 계산될 수 있음을 의미합니다.
거리 r를 통해 전하를 가져오기 위해 수행된 작업은 초기 위치와 최종 위치 사이의 전위차로 제공됩니다. 점 전하 집합을 모으기 위해 수행된 총 작업은 각 전하 쌍의 곱을 적절한 원점을 기준으로 정의된 분리 거리로 나눈 값으로 표현할 수 있습니다. 이 식을 풀면 점전하…