Электрическая энергия
Электрическая энергия или электро-магнитная энергия — неоднозначный термин, под которым может подразумеваться как энергии электрического, магнитного или электромагнитного полей, так и энергия, выделяющаяся при совершении работы при перемещении зарядов в электрическом и магнитном полях.
Работа электрического тока в замкнутой цепи
Работа \mathbf A электрического тока для участка замкнутой цепи за промежуток времени определяется интегралом мгновенной мощности \mathbf W по времени, то есть выражением:
- A = \int W(t)\, dt = \int U(t) I(t)\, dt
где U — напряжение, I — сила тока
С учётом закона Ома
- U = I \cdot R
работу тока в замкнутой цепи сопротивлением R можно выразить как через ток:
- A = \int RI(t)^2 \, dt,
так и через напряжение:
- A = \int {{U(t)^2 } \over R} \, dt
В электротехнике часто используется внесистемная единица Ватт в час (Вт·ч) или киловатт в час (кВт·ч).
Энергия электрического и магнитного полей
Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости.
Плотность энергии электромагнитного поля является суммой плотностей энергий электрического и магнитного полей. В системе СИ:
- u = {1 \over 2}\varepsilon _0 E^2 + {1 \over {2\mu _0 }}H^2
где E — напряжённость электрического поля, H — Напряжённость магнитного поля \varepsilon _0 — диэлектрическая проницаемость и \! \mu_0 — магнитная проницаемость вакуума.
Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется вектором Пойнтинга (вектором Умова) S. В системе СИ:
- \mathbf S = {1 \over {\mu _0 }}\mathbf E \times \mathbf H,
где \mathbf E и \mathbf H — векторы напряжённостей электрического и магнитного полей.
Начальная страница