24.13
Рассмотрим непрерывное распределение заряда, заключенное в объем. Общий заряд внутри бесконечно малого элемента заряда может быть записан в терминах объемной плотности заряда.
Проделанная работа или энергия, накопленная в этой конфигурации непрерывного распределения заряда, задаются интегрированием объемной плотности заряда и соответствующего потенциала.
Используя закон Гаусса и применяя правило произведения, уравнение переписывается в терминах электрического поля.
Применяя теорему о дивергенции и заменяя градиент потенциала электрическим полем, накопленная энергия выражается как сумма поверхностных и объемных интегралов.
Даже если объем интегрирования увеличивается, поток остается неизменным на любом большом расстоянии, так как плотность заряда в дополнительном объеме равна нулю. Однако поверхностный интеграл уменьшается обратно пропорционально расстоянию, увеличивая объемный интеграл для сохранения общей энергии.
В конечном счете, интегрирование по всему пространству делает поверхность интегральной равной нулю, а это означает, что общая накопленная энергия может быть рассчитана только по величине электрического поля.
Работа, совершённая для перемещения заряда на расстояние r, определяется разностью потенциалов между начальным и конечным положением. Чтобы собрать на…
Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.