电场的能量能量密度——电磁能

2015-10-15 06:59| 编辑:电工学习网| 查看: 11459| 评论: 0

电能分布与电场中，最好能将电能的公式通过描述电场的特征量——场强E表示出来。我们可以通过平行板电容器的特例来说明：

　　　　电容器的储能公式为：
　　　　　　

　　　式中Q0为极板上的自由电荷，它与电位移的关系是：
　　　　　　

　　　S是极板面积；U是电压，它与场强的关系是U=Ed（d是极板间距）
　　　代入上式得：
　　　　　　

　　　V=Sd是极板间电场所占空间的体积。在单位体积内有电能

　　　We=w_e/V，这个量叫做电能密度。
　　　

根据上式：

在真空中ε=1，则:

这里场能密度的表达式虽然是通过平行板电容器中均匀电场的特例推导出来的，但它们却是普遍成立的。

因为能量是物质的状态特性之一，所以它是不能和物质分割开的。电场具有能量，这就证明电场也是一种物质。

当电场不均匀时，总电能We应是电能密度we的体积分：

在真空中，上式可化为:

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