การทำงานของสนามไฟฟ้าในการถ่ายเทประจุ

เกี่ยวกับค่าใช้จ่ายใด ๆ ที่อยู่ในระบบไฟฟ้าสนาม, บังคับกระทำ ในการเชื่อมต่อนี้เมื่อค่าใช้จ่ายเคลื่อนที่ไปในสนามการทำงานของสนามไฟฟ้าจะเกิดขึ้น วิธีการคำนวณงานนี้?

การทำงานของสนามไฟฟ้าประกอบด้วยการถ่ายโอนค่าไฟฟ้าตามตัวนำ มันจะเท่ากับผลิตภัณฑ์ของแรงดันกระแสและเวลาที่ใช้ในการทำงาน

ใช้สูตรของกฎของโอห์มเราสามารถหาตัวแปรที่แตกต่างกันหลายสูตรเพื่อคำนวณการทำงานของกระแส:

A = U˖I˖t = I²R˖t = (U² / R) ˖t.

ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์พลังงานการทำงานของสนามไฟฟ้าเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานของแต่ละส่วนของโซ่ซึ่งเกี่ยวข้องกับพลังงานที่ปล่อยออกมาจากตัวนำจะเท่ากับการทำงานของกระแสไฟฟ้า

ขอแสดงในระบบ SI:

[A] = В˖А˖с = Вт˖с = J

1 กิโลวัตต์ = 3,600,000 เจ

เราจะทำการทดสอบ ให้เราพิจารณาการเคลื่อนไหวของการเรียกเก็บเงินในเขตข้อมูลที่มีชื่อเดียวกันซึ่งประกอบด้วยสองจานขนาน A และ B และคิดค่าบริการของค่าใช้จ่ายตรงข้าม ในฟิลด์นี้สายของแรงตลอดความยาวของมันตั้งฉากกับแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้และเมื่อแผ่นจะถูกประจุบวกแล้วสนาม E เป็นผู้กำกับจาก A ไป B.

สมมติว่าค่าบวก q ได้ย้ายจากจุด a ไปจุด b ตามเส้นทางโดยพลการ ab = s

เนื่องจากแรงที่กระทำต่อประจุซึ่งอยู่ในสนามจะเท่ากับ F = qE งานที่ทำเมื่อค่าที่เคลื่อนที่อยู่ในสนามตามเส้นทางที่กำหนดจะถูกกำหนดโดยความเสมอภาค:

A = Fs cos α, หรือ A = qFs cos α

แต่ s cos α = d, โดย d คือระยะห่างระหว่างจาน

ดังต่อไปนี้: a = qEd

สมมติว่าตอนนี้ค่า q เคลื่อนที่จาก a และ b เป็นหลัก acb การทำงานของสนามไฟฟ้าที่ประสบความสำเร็จในเส้นทางนี้เท่ากับผลรวมของงานที่ทำในส่วนที่แยกจากกัน: ac = s₁, cb = s₂, i.e.

A = qEs₁ cos α₁ + qEs₂ cos α₂,

A = qE (s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂,)

แต่s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂ = d ดังนั้นในกรณีนี้คือ q = qEd

นอกจากนี้สมมติว่าค่าใช้จ่าย qย้ายจาก a ไป b ตามเส้นโค้งที่กำหนดเอง เมื่อต้องการคำนวณงานที่ทำในเส้นทาง curvilinear ที่กำหนดไว้จำเป็นต้องแบ่งชั้นระหว่างแผ่น A และ B โดยใช้เครื่องบินขนานจำนวนหนึ่งซึ่งจะใกล้เคียงกันซึ่งแต่ละส่วนของเส้นทางระหว่างเครื่องบินเหล่านี้สามารถพิจารณาได้

ในกรณีนี้การทำงานของสนามไฟฟ้า,ที่ผลิตในแต่ละส่วนของเส้นทางเหล่านี้จะเท่ากับA₁ = qEd₁โดยที่d₁คือระยะห่างระหว่างสองเครื่องบินที่อยู่ติดกัน และผลรวมของงานทั้งหมด d จะเท่ากับผลผลิตของ qE และผลรวมของระยะd₁เท่ากับ d ดังนั้นผลที่ตามมาของเส้นทาง curvilinear, การทำงานที่สมบูรณ์แบบจะเท่ากับ A = qEd

ตัวอย่างที่เราตรวจสอบได้แสดงให้เห็นว่าการทำงานของสนามไฟฟ้าในการย้ายค่าจากจุดหนึ่งไปยังอีกไม่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของเส้นทางของการเคลื่อนไหว แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของจุดเหล่านี้ในเขตข้อมูลเท่านั้น

นอกจากนี้เราก็รู้ว่าการทำงานนั้นที่กระทำโดยแรงโน้มถ่วงเมื่อเคลื่อนตัวไปบนเครื่องบินเอียงที่มีความยาว l จะเท่ากับงานที่ร่างกายทำเมื่อตกลงจากความสูง h และความสูงของระนาบเอียง ซึ่งหมายความว่าการทำงานของแรงโน้มถ่วงหรือโดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำงานในขณะที่เคลื่อนตัวไปในสนามแรงโน้มถ่วงยังไม่ขึ้นอยู่กับรูปร่างของเส้นทาง แต่ขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างความสูงระหว่างจุดแรกและจุดสุดท้ายของเส้นทางเท่านั้น

ดังนั้นคุณสามารถพิสูจน์ได้ว่าคุณสมบัติที่สำคัญดังกล่าวสามารถมีได้ไม่เพียง แต่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ยังมีสนามไฟฟ้าใด ๆ แรงโน้มถ่วงมีคุณสมบัติคล้ายกัน

การทำงานของสนามไฟฟ้าสถิตในการเคลื่อนที่ของจุดประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งจะถูกกำหนดโดยเส้นตรง:

A₁₂ = ∫L₁₂q (Edl),

ที่L₁₂เป็นวิถีของการประจุ dl -การเคลื่อนไหวเล็ก ๆ น้อย ๆ ตามแนวโคจร ถ้ารูปทรงถูกปิดสัญลักษณ์∫จะถูกใช้สำหรับอินทิกรัล ในกรณีนี้สันนิษฐานว่ามีการเลือกทิศทางบายพาสเส้นโค้ง

การทำงานของแรงไฟฟ้าสถิตไม่ขึ้นอยู่กับรูปแบบเส้นทาง แต่จากพิกัดของจุดแรกและจุดสุดท้ายของการเคลื่อนที่ ดังนั้นเขตข้อมูลที่มีความระมัดระวังและสนามตัวเองเป็นไปได้ ควรสังเกตว่าการทำงานของกองกำลังอนุรักษ์นิยมใด ๆ ตามเส้นทางที่ปิดจะเป็นศูนย์