电磁场课件（涂治红）电磁场12 静电学4 能量.pdfVIP

电磁场 Electromagnetic Fields 第12讲静电学4 -静电场的能量 涂治红 华南理工大学电子与信息学院 天线与射频技术研究所 TEL: 604 Email:zhtu@scut.edu.cn Research Institute of Antennas RF Techniques 第12讲内容 y g o  引言 p80-86 l o n h c e  电荷系统的能量 T f o y t i  静电场的能量 s r e v i n U  静电力 a n i h C h t u o S Research Institute of Antennas RF Techniques 12.1 引言 能量是物质的基本属性，静电场作为一种物 质自然具有能量。 y g o 能量一般分为动能和位能（势能）。静电场 l o n h 是静止电荷（静止平衡系统）产生的场，所 c e T f 以不存在动能，只有位能。 o y t i s 判断静电场具有能量的法则是能量守恒原 r e v i 理。我们知道，在静电场中的电荷会受到力 n U a 的作用，若无其他力束缚，电荷就会移动， n i h C 因此静电场对电荷做了功，根据能量守恒原 h t u 理，可以判断，静电场所做的功只能是由静 o S 电场的能量转换而来。 Research Institute of Antennas RF Techniques 同样，如果外力把一电荷放入静电场中，外力 对电荷所做的功就会转换为静电场的能量储存 在静电场系统中。 y g o l o 静电场E对电荷q所做的功为 n h c e T f f dl qE dl q E dl q o y C C C t i s r e v i n 由于静电场是保守场， E dl 与积分路径无 U C a n i 关，所以，功和能量与做功的路径无关。这也 h C h 说明静电场的能量是势能，它只与系统中电荷 t u o 的分布有关，与形成这种分布的过程无关。 S Research Institute of Antennas RF Techniques 12.2 电荷系统的能量 【孤立带电体的能量】 y 设带电体的电量Q是从零开始逐渐由无限远处 g o l o 移入的。 n h c e T 开始时并无电场，移入第一个微量dq时外力无 f o y t 须作功。当第二个dq移入时，设电位为φ，则 i s r e