Электромагнитное поле обладает энергией, которая распределяется в пространстве, занятом полем. При изменении характеристик поля меняется и распре
Загрузка...
Раздел:

Законы сохранения

Закон сохранения энергии

Электромагнитное поле обладает энергией, которая рас­пределяется в пространстве, занятом полем. При изме­нении характеристик поля меняется и распределение энергии. Она перетекает из одной области пространства в другую, переходя, возможно, в другие формы. Закон со­хранения энергии для электромагнитного поля является следствием полевых уравнений.

Внутри некоторой замкнутой поверхности S, ограничивающей объем пространства V, занятого полем, содержится энергия W — энергия электромагнитного поля:

W = Σ(εε0Ei2 / 2 + μμ0Hi2 / 2)ΔVi.

Если в этом объеме имеются токи, то электрическое поле производит над движущимися зарядами работу, за единицу времени равную

N = Σii ×E̅i • ΔVi.

Это величина энергии поля, которая переходит в другие формы. Из уравнений Максвелла следует, что

ΔW + NΔt = -ΔtSS̅ × n̅ • dA, [1]

где ΔW — изменение энергии электромагнитного поля в рассматриваемом объеме за время Δt, а вектор = × называется вектором Пойнтинга.

Это закон сохранения энергии в электродинамике.

Загрузка...

Через малую площадку величиной ΔA с единичным вектором нормали за единицу времени в направлении вектора про­текает энергия × n̅ • ΔA, где — значение вектора Пойнтин­га в пределах площадки. Сумма этих величин по всем элемен­там замкнутой поверхности (обозначена знаком интеграла), стоящая в правой части равенства [1], представляет собой энергию, вытекающую из объема, ограниченного поверхно­стью, за единицу времени (если эта величина отрицательна, то энергия втекает в объем). Вектор Пойнтинга определяет поток энергии электромаг­нитного поля через площадку, он отличен от нуля всюду, где векторное произведение векторов напряженности электрического и магнитного полей отлично от нуля. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Можно выделить три глав­ных направления практи­ческого применения элек­тричества: передача и преобразование инфор­мации (радио, телевиде­ние, компьютеры), пере­дача импульса и момента импульса (электродвига­тели), преобразование и передача энергии (элек­трогенераторы и линии электропередачи). И им­пульс, и энергия перено­сятся полем через пустое пространство, наличие среды приводит лишь к потерям. Энергия не пе­редается по проводам! Провода с током нужны для формирования элек­трического и магнитного полей такой конфигура­ции, чтобы поток энергии, определяемый векторами Пойнтинга во всех точках пространства, был на­правлен от источника энергии к потребителю. Энергия может переда­ваться и без проводов, тогда ее переносят электромагнитные вол­ны. (Внутренняя энергия Солнца убывает, уносится электромагнитными вол­нами, в основном светом. Благодаря части этой энергии поддерживается жизнь на Земле.)

На этой странице материал по темам:
  • Шпаргалка закон сохранения энергии

  • Закон сохранения энергии сообщение кратко

  • Закон сохранения энергии в электродинамике

  • Законы сохранения шпора

  • Шпаргалки закон сохранения энергии

Материал с сайта http://WorldOfSchool.ru