På alle ladninger som er i elektriskfelt, effekten av kraft. I denne forbindelse, når ladningen beveger seg i feltet, oppstår et visst arbeid i det elektriske feltet. Hvordan beregne dette arbeidet?
Arbeidet med det elektriske feltet består i overføring av elektriske ladninger langs lederen. Det vil være lik produktet av spenning, strøm og tidsbruk på arbeid.
Ved å bruke formelen til Ohms lov, kan vi få flere forskjellige versjoner av formelen for beregning av det nåværende arbeidet:
A = U˖I˖t = I²R˖t = (U² / R) ˖t.
I samsvar med loven om bevaring av energiarbeidet til det elektriske feltet er lik endringen i energien til en enkelt del av kretsen, og derfor vil energien som frigjøres av lederen være lik strømmen.
Express i SI-systemet:
[A] = B˖A˖s = W˖s = J
1 kWh = 3.600.000 J.
La oss gjøre et eksperiment.Tenk på bevegelsen av en ladning i et felt med samme navn, som er dannet av to parallelle plater A og B og ladet i motsetning til ladninger. I et slikt felt er kraftlinjene vinkelrett på disse platene i hele deres lengde, og når plate A er positivt ladet, vil feltstyrken E ledes fra A til B.
Anta at den positive ladningen q har beveget seg fra punkt a til punkt b langs en vilkårlig bane ab = s.
Siden kraften som virker på ladningen som er i feltet vil være F = qE, vil arbeidet som utføres når ladningen beveger seg i feltet i henhold til den gitte banen, bestemmes av likheten:
A = Fs cos α, eller A = qFs cos α.
Men s cos α = d, hvor d er avstanden mellom platene.
Det følger: A = qEd.
Anta at nå ladningen q beveger seg fra a og b faktisk acb. Arbeidet med det elektriske feltet, utført langs denne banen, er lik summen av arbeidene som er utført i dets individuelle seksjoner: ac = s₁, cb = s2, d.v.s.
A = qEs₁ cos α₁ + qEs₂ cos α₂,
A = qE (s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂,).
Men s₁ cos α₁ + s₂ cos α₂ = d, og derfor, i dette tilfellet, A = qEd.
Anta i tillegg at ladningen qbeveger seg fra a til b langs en vilkårlig kurvelinje. For å beregne arbeidet som er utført på denne krøllete banen, er det nødvendig å stratifisere feltet mellom platene A og B med et antall parallelle plan som vil være så nær hverandre at enkelte seksjoner av banen s mellom disse planene kan betraktes som rette.
I dette tilfellet arbeidet med det elektriske feltet,produsert på hvert av disse segmentene av banen vil være lik A₁ = qEd₁, hvor d₁ er avstanden mellom to tilstøtende plan. Og hele arbeidet langs hele banen d vil være lik produktet av qE og summen av avstandene d₁ lik d. Som et resultat av den buede banen vil det perfekte arbeidet være lik A = qEd.
Eksemplene vi undersøkte viser atarbeidet med det elektriske feltet for å flytte ladningen fra et hvilket som helst punkt til et annet, avhenger ikke av formen på bevegelsesbanen, men avhenger bare av plasseringen av disse punktene i feltet.
I tillegg vet vi det fungererutført av tyngdekraften når du beveger kroppen langs et skrått plan med en lengde l, vil være lik det arbeidet som kroppen utfører når det faller fra en høyde h, og høyden på det skråplanet. Dette betyr at tyngdekraften, eller spesielt arbeid når du beveger kroppen i tyngdefeltet, heller ikke avhenger av formen til banen, men avhenger bare av høydeforskjellen på banens første og siste punkt.
Så det kan bevises at en så viktig egenskap ikke bare kan ha en uniform, men også et hvilket som helst elektrisk felt. Gravity har også en lignende eiendom.
Arbeidet med det elektrostatiske feltet ved å flytte en punktladning fra et punkt til et annet bestemmes av det lineære integralet:
A₁₂ = ∫ L₁₂q (Edl),
der L₁₂ er banens løpebane, er dluendelig liten bevegelse langs banen. Hvis konturen er lukket, brukes symbolet ∫ som integral; i dette tilfellet antas det at omkjøringsveien er valgt.
Arbeid med elektrostatiske krefter avhenger ikke av formenstier, men bare fra koordinatene til de første og siste bevegelsespunktene. Følgelig er feltets styrke konservativ, og feltet i seg selv er potensielt. Det er verdt å merke seg at arbeidet til enhver konservativ styrke i en lukket bane vil være null.
