2020-06-29
126
(См. вопрос 47)
Плоский конденсатор состоит из двух параллельных пластин, разделённых небольшим зазором шириной 
, заполненным однородным диэлектриком.
Нам известно, что поле между двумя разноимённо заряженными пластинами с одинаковой по величине поверхностной плотностью 
равно 
, где 
, S– площадь каждой пластины. Напряжение между обкладками:
Используя определение емкости конденсатора, получаем:
Энергия заряженного тела. Объемная плотность энергии.
Собственной энергией заряженного тела называется энергия взаимодействия всех зарядов этого заряженного тела. Она определяется формулой 
, где V – объем тела и S – его поверхность, а ϕ – потенциал, созданный зарядами самого тела. Собственная энергия всегда положительна, так как она равна взятой со знаком «минус» минимальной работе, выполненной против сил электрического поля в процессе зарядки тела, что приводит к росту потенциальной энергии взаимодействия зарядов этого тела.
Объемной плотностью энергии поля называется отношение энергии поля, заключенного в малом объеме пространства к этому объему:
Следовательно, энергию однородного электрического поля можно рассчитать так: 
.
Сделанный вывод можно распространить на случай неоднородного поля таким образом:
где 
– такой элементарный объем пространства, в пределах которого поле можно считать однородным.
