Arbejdet i det elektriske felt på ladningstransport
På ethvert gebyr, der er i elektriskfelt, kraft handlinger. I denne sammenhæng, når ladningen bevæger sig i marken, finder et bestemt arbejde i det elektriske felt sted. Hvordan beregner du dette arbejde?
Arbejdet i det elektriske felt består i overførsel af elektriske ladninger langs lederen. Det vil være lig med produktet af spænding, strøm og tid brugt på arbejde.
Ved anvendelse af Ohm's lov kan vi få flere forskellige varianter af formlen til beregning af driften af strømmen:
A = U˖I˖t = I²R˖t = (U² / R) ˖t.
I overensstemmelse med loven om bevarelse af energiarbejdet i det elektriske felt er lig med ændringen i energien i en individuel del af kæden, i forbindelse med hvilken den energi, der frigives af lederen, vil være lig med det nuværende arbejde.
Lad os udtrykke os i SI-systemet:
[A] = В˖А˖с = Вт˖с = J
1 kWh = 3.600.000 J.
Vi udfører eksperimentet. Lad os overveje bevægelsen af en afgift i et felt med samme navn, som er dannet af to parallelle plader A og B og opladede ladninger af modsatte ladninger. I dette felt er kraftlinjerne vinkelret på disse plader i hele deres længde, og når plade A er positivt opladet, vil feltstyrken E blive rettet fra A til B.
Antag at den positive ladning q bevæger sig fra punkt a til punkt b langs en vilkårlig sti ab = s.
Da den kraft, der virker på den afgift, der er i marken, vil være lig med F = qE, vil det arbejde, der udføres, når ladningen bevæger sig i feltet i overensstemmelse med den givne vej, bestemmes af ligestillingen:
A = Fs cos α eller A = qFs cos α.
Men s cos α = d, hvor d er afstanden mellem pladerne.
Følgelig følger: A = qEd.
Antag nu, at ladningen q bevæger sig fra a og b til acb i det væsentlige. Arbejdet i det elektriske felt, udført langs denne sti, er lig med summen af arbejdet udført på dets separate sektioner: ac = s1, cb = s2, dvs.
A = qEs1 cos a1 + qEs2 cos α2,
A = qE (s1 cos α1 + s2 cos α2,).
Men s1 cos α1 + s2 cos α2 = d, og i dette tilfælde er A = qEd.
Derudover antager vi, at ladningen qFlytter fra a til b langs en vilkårlig kurve af linjen. For at beregne det arbejde, der udføres på en given krøllet sti, er det nødvendigt at lagre feltet mellem pladerne A og B ved et antal parallelle planer, der er så tæt på hinanden, at enkelte sektioner af stien s mellem disse planer kan betragtes som lige linjer.
I dette tilfælde er arbejdet i det elektriske felt,produceret på hvert af disse banesegmenter, vil svare til A1 = qEd1, hvor d1 er afstanden mellem to sammenhængende fly. Og det samlede arbejde langs hele stien d vil være lig med produktet qE og summen af afstande d1 svarende til d. Således og som følge af den krøllede bane vil det perfekte arbejde være lig med A = qEd.
Eksemplerne undersøgt af os viser detarbejdet i det elektriske felt ved at flytte ladningen fra et hvilket som helst punkt til et andet afhænger ikke af formen af bevægelsesvejen, men afhænger udelukkende af positionen af disse punkter i marken.
Derudover ved vi, at det arbejde derudføres ved tyngdekraften, mens kroppen bevæges langs et skrånende plan med en længde l, vil være lig med det arbejde, der udføres af kroppen, når det falder fra en højde h og hældningen af det skrånende plan. Derfor arbejder tyngdekraften eller især når kroppen bevæger sig i tyngdekraftsfeltet, og afhænger heller ikke af stienes form, men afhænger kun af forskellen i højder af de første og sidste punkter af stien.
Så det kan bevises, at en sådan vigtig ejendom kan besidde ikke kun et homogent, men også hvert elektrisk felt. En lignende egenskab er besat af tyngdekraften.
Arbejdet i det elektrostatiske felt ved forskydning af en punktladning fra et punkt til et andet bestemmes af en lineær integrering:
A12 = ∫ Lj2q (Edl),
hvor L12 er bane for ladningsbevægelsen dl -uendeligt lille forskydning langs banen. Hvis konturen er lukket, bruges symbolet для til integralet; i dette tilfælde antages det, at retningen af kredsløbs omløb er valgt.
Arbejdet med elektrostatiske kræfter afhænger ikke af formensti, men kun fra koordinaterne for de første og sidste punkter af forskydning. Feltstyrkerne er følgelig konservative, og feltet selv er potentielt. Det er værd at bemærke, at arbejdet med enhver konservativ kraft langs en lukket sti vil være nul.
