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学院电场的能量
14.4 电场的能量 energy of eletrostatic field 一. 带电系统的能量 要使一个系统带上电荷,外界必需对系统作功,即要耗能量,因此,带电统便有了能量。 * 第九章静电场中的导体和电介质 9 – 5 静电场的能量 能量密度 * 带电系统的能量 电容器的电能 静电场的能量 能量密度 远处(设 )迁来电量 时,外界作功 则当迁来总电量 时,外界作功 设该带电系统的能量为 ,则 + + + + + + + + + - - - - - - - - - 二. 电容器的电能 电容器贮存的电能 + 三. 静电场的能量 能量密度(energy density ) 物理意义 电场是一种物质，它具有能量. 电场空间所存储的能量 电场能量密度 例1 如图所示,球形电容器的内、外半径分别为 和 ，所带电荷为 ．若在两球壳间充以电容率为 的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？ 解 （球形电容器电容） 讨 论 （1） （2） （孤立导体球贮存的能量） 解 例2 如图圆柱形电容器，中间是空气，空气的击穿场强是 ，电容器外半径 .在空气不被击穿的情况下，内半径 可使电容器存储能量最多. （ 空气 ） 单位长度的电场能量 ++++ ---- + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ ++++ ---- + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ 2.5 厘米 高压电容器(20kV 5~21?F) (提高功率因数) 聚丙烯电容器 (单相电机起动和连续运转) 陶瓷电容器 (20000V1000pF) 涤纶电容 (250V0.47?F) 电解电容器 (160V470 ? F) 12 厘米 2.5 厘米 70 厘米
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