Заряженного уединенного проводника

Рассмотрим уединенный проводник, заряд, емкость и потенциал которого соответственно равны Q, С, j. Увеличим заряд этого проводника на dQ. Для этого необходимо перенести заряд dQ из бесконечности на уединенный проводник, затратив работу, равную

Чтобы зарядить тело от нулевого потенциала до j, необходимо совершить работу

           

 

Энергия заряженного проводника равна работе, которую необходимо совер­шить, чтобы зарядить этот проводник:

 

Эта формула может быть получена из того, что поверхность проводника эквипотенциальная (j = const). Тогда из (1) найдем

где  - заряд проводника

 

Энергия заряженного конденсатора. Энергия электростатического поля

Энергия заряженного конденсатора

(1)

где Q —заряд конденсатора, С —его емкость, Dj — разность потенциалов между обкладками.

  Пондеромоторная сила

Сила, с которой пластины конденсатора притягивают друг друга. Пусть расстояние х между пластинами меняется на dx. Сила совершает работу dА = Fdx за счет уменьшения потенциальной энергии системы откуда  

 

Подставив в (1) , получим тогда пондемоторная сила               

 

где знак минус указывает, что сила F — сила притяжения.

Энергия электростатического поля

Подставив в формулу (1) и Dj = Ed, получим

 

                                                                                                                                             (2)

(V=Sd—— объем конденсатора). Энергия конденсатора выражается через Е — характеристику электростатического поля.

Объемная плотность энергии

Энергия единицы объема

 

 

Формулы (1) и (2) связывают энергию конденсатора с зарядом на его обкладках и с напряженностью поля.

Где локализована энергия поля и что является ее носителем — заряды или поле? На основе современных представлений доказано о локализации энергии в поле и носитель энергии — поле.