Електрическа енергия на системата. Електрическа енергия

Естествени източници, от които се черпи енергия за приготвянето му необходимите видовеза различните технологични процеси се наричат ​​енергийни ресурси. Разграничават се следните видове основни енергийни ресурси: химическа енергия на горивото; b атомна енергия; във водата енергия, която е хидравлична; g радиационна енергия от слънцето; d вятърна енергия. e енергия на приливи и отливи; f геотермална енергия. Основен източник на енергия или енергиен ресурс въглища газ масло уранов концентрат хидроенергия слънчева...


Споделете работата си в социалните мрежи

Ако тази работа не ви подхожда, в долната част на страницата има списък с подобни произведения. Можете също да използвате бутона за търсене


Лекция №1.

Основни определения

Енергийна система (енергийна система)се състои от електрически централи, електрически мрежи и потребители на електроенергия, свързани помежду си и свързани чрез общността на режима и общото управление на този режим.

Електрическа (електрическа) систематова е набор от електрически части на електроцентрала, електрически мрежи и потребители на електроенергия, т.е. тя е част от енергийната система, с изключение на отоплителните мрежи и консуматорите на топлина.

Електрическа мрежатова е набор от електрически инсталации за разпределение на електрическа енергия, състоящ се от подстанции, разпределителни уредби, въздушни и кабелни електропроводи.

Електрически подстанциие електрическа инсталация, предназначена да преобразува електричество от едно напрежение или честота в друго напрежение или честота.

Характеристики на енергийните системи

Честотата във всички точки на електрически свързаните мрежи е една и съща

Равенство на консумираната и генерираната мощност

Напрежението в различните мрежови възли не е еднакво

Ползи от взаимното свързване на мрежата

Повишаване на надеждността на захранването

Повишаване на стабилността на енергийните системи

Подобряване на технико-икономическите показатели на енергийните системи

Стабилно качество на захранването

Намаляване на необходимия резерв на мощност

Условията за натоварване на блоковете се подобряват чрез изравняване на кривата на натоварване и намаляване на максималното натоварване на електроенергийната система.

Съществува възможност за по-пълно използване на генериращите мощности на електрическите централи, поради разликата в техните географско положениепо географска ширина и дължина.

Оперативният контрол на енергийните системи се извършва от техните диспечерски служби, които въз основа на подходящи изчисления установяват оптималния режим на работа на електроцентрали и мрежи с различни напрежения.

Източници на енергия

Има възобновяеми и невъзобновяеми енергийни източници.

Природните източници, от които се черпи енергия за приготвянето й в необходимите форми за различни технологични процеси, се наричат ​​енергийни ресурси.

Разграничават се следните видове основни енергийни ресурси:

а) химическа енергия на горивото;

б) ядрена енергия;

в) водна енергия (т.е. хидравлична);

г) слънчева радиационна енергия;

д) вятърна енергия.

е) приливна енергия;

ж) геотермална енергия.

Първичният източник на енергия или енергиен ресурс (въглища, газ, нефт, уранов концентрат, водна енергия, слънчева енергия и др.) Постъпва в един или друг енергиен преобразувател, чийто изход е или електрическа енергия, или електрическа и топлинна енергия. Ако не се генерира топлинна енергия, тогава е необходимо да се използва допълнителен преобразувател на енергия от електрическа към топлинна (пунктирани линии на фиг. 1.1).

По-голямата част от електрическата енергия, консумирана в нашата страна, се получава чрез изгаряне на горива, извлечени от земните недра: въглища, газ, мазут (продукт от рафинирането на нефт). При изгарянето им химическата енергия на горивото се преобразува в топлинна енергия.

Електрически централи, които преобразуват топлинната енергия, получена от изгарянето на гориво, в механична енергия, а последната в електрическа, се наричат ​​топлоелектрически централи (ТЕЦ).

Електроцентрали, които работят при възможно най-високо натоварване през значителна част от годината, се наричат ​​електроцентрали с базово натоварване, докато електроцентрали, които се използват само за част от годината, за да покрият „пиковото“ натоварване, се наричат ​​централи с върхова мощност.

ES класификация:

  1. ТЕЦ (KPP, CHPP, GTS, PGPP)
  2. АЕЦ (1-контурни, 2-контурни, 3-контурни)
  3. Водноелектрически централи (язовир, отклонение)

Електрическа част на ЕС

Електрическите централи (ЕС) са сложни технологични комплекси с общ бройосновно и спомагателно оборудване. Основното оборудване се използва за производство, преобразуване, пренос и разпределение на електроенергия, спомагателното за изпълнение на спомагателни функции (измерване, сигнализация, управление, защита и автоматизация и др.). Ще покажем взаимното свързване на различни съоръжения на опростена схема на електрическа система с шини за генераторно напрежение (виж фиг. 1).

ориз. 1

Електричеството, генерирано от генератора, се подава към главните шини и след това се разпределя между спомагателните нужди на средното напрежение, напрежението на генератора за природен газ и електроенергийната система. Отделни елементи на фиг. 1 са предназначени:

1. Q превключватели за включване и изключване на веригата в нормален и авариен режим.

2. QS разединители за освобождаване на напрежението от изключени части на електрическа инсталация и за създаване на видимо прекъсване на веригата, необходимо за ремонтни дейности. Разединителите по правило са ремонтни, а не работни елементи.

3. Сглобяеми шини за приемане на електроенергия от източници и разпределението й между потребителите.

4. Релейни защитни устройства за откриване на факта и мястото на повреда в електрическата инсталация и за подаване на команда за изключване на повредения елемент.

5. Автоматика А за автоматично включване или превключване на вериги и устройства, както и за автоматично регулиране режимите на работа на елементите на електрическата инсталация.

6. Измервателни инструментиИП за наблюдение на работата на основното оборудване на централата и качеството на енергията, както и за отчитане на произведената и доставена електроенергия.

7. Токови трансформатори TA и напрежение TV.

Въпроси за сигурност:

  1. Дайте определение на енергийната система и всички елементи, включени в нея.
  2. Основни параметри на електроенергията.
  3. Какви са източниците на енергия естествени източници?
  4. Кои електроцентрали се наричат ​​топлинни?
  5. Какви методи за производство на електроенергия са традиционни?
  6. Какви методи за производство на електроенергия се считат за нетрадиционни?
  7. Избройте видовете възобновяеми енергийни източници?
  8. Избройте видовете невъзобновяеми енергийни източници?
  9. Какви видове електроцентрали се класифицират като топлоелектрически централи?
  10. Посочете техническите и икономическите предимства на взаимосвързаните енергийни системи.
  11. Кои електроцентрали се наричат ​​базови и кои пикови?
  12. Какви са изискванията към енергийните системи?
  13. Избройте основните цели на устройствата за автоматизация, токови и напреженови трансформатори и превключватели.
  14. Избройте основните предназначения на разединителите, устройствата за релейна защита и шините. Каква е целта на реактора за ограничаване на тока?

Други подобни произведения, които може да ви заинтересуват.vshm>

4138. Алтернативна система за гласуване. Система за кумулативно гласуване. система Baliv 4,28 KB
Алтернативна система за гласуване. Система за кумулативно гласуване. Топкова система По начин, който гарантира неефективността на системата с абсолютно мнозинство дори в първия тур на изборите, тя е алтернатива на преференциалното гласуване или абсолютното гласуване за всеки кандидат, като се гласува за един кандидат, вместо да се посочва в кой ред техните предимства за другите . Такава система беше въведена в Австралия по време на изборите за Камарата на представителите на долната камара на австралийския парламент.
9740. Партийна политическа система на Япония и избирателно право и система 47,98 KB
Основните човешки права са гарантирани от японската конституция. Те се определят като вечни и непоклатими. Тези права включват правото на равенство, свобода, социални права, правото на защита на основните човешки права. Конституцията позволява правата на човека да бъдат ограничавани, ако пречат на общото благосъстояние или на правата на другите.
5899. Система на правото и система на законодателството 22,78 KB
Система на правото и система на законодателството Понятието система на правото Системата на правото е същността вътрешна структураструктура на правото, отразяваща унификацията и диференциацията на правните норми. Основната цел на тази концепция е едновременно да обясни интеграцията и разделянето на нормативния орган на отрасли и институции и да даде систематично описание на позитивното право като цяло. Тук е особено необходимо да се подчертае, че структурата на правото, неговата система, определя неговата форма, системата на законодателството и е неразривно свързана с нея. онези права и отговорности, които са станали...
4136. Мажоритарна избирателна система с абсолютно мнозинство. Мажоритарна избирателна система на избирателно мнозинство 3,91 KB
Нека да разгледаме сегашния тип еднономинални мажоритарни системи - системата на абсолютното мнозинство, за разлика от предишната система за избиране на кандидат, която позволява да се вземат повече от половината от гласовете на избирателите, така че формулата е 50 плюс един глас. По този начин системата за избор с абсолютно мнозинство най-често се провежда в два тура. Когато системата е в застой, обикновено има по-нисък праг за участие на избирателите в гласуването. Основният недостатък на мажоритарната система на абсолютно мнозинство е чистата неефективност на изборите.
17060. Електроснабдяване на интегрирани енергийни системи на Единната енергийна система на Русия 271,02 KB
Електроснабдяване на интегрирани енергийни системи на Единната енергийна система на Русия Икономическо развитиетериториални образувания на всякакви йерархично нивовключването на големи обединения на региони и макрорегиони до голяма степен се определя от нивото на тяхното енергийно снабдяване. От друга страна, обемът на енергийните доставки ограничава максимално възможния обем на произтичащите параметри за развитие на териториалните единици, по-специално GRP, при дадено ниво на енергийна ефективност на икономиката. правилно...
4902. Корабна електроцентрала (SPU) 300,7 KB
Допустимо напрежение на огъване за чугунени бутала. Напрежение на огъване, което възниква при прилагане на сила. Напрежение на срязване. Допустимо напрежение на огъване и срязване: Допустимо напрежение на огъване за легирана стомана: Допустимо напрежение на срязване.
6751. ЕЛЕКТРИЧЕСКА ДЪГА 157,31 KB
След като мостът от течен метал се счупи, върху катода се образува петно, което е основата на дъгата. Броят на електроните в резултат на термоемисия е малък и този процес служи за запалване на дъгата и е инициатор на дъгата. Температурата на цевта на дъгата достига 7000 K.
6599. Електрическа част на осветлението 387,62 KB
Електрическа част на осветлението. Според тяхното технологично предназначение приемниците на електроенергия се класифицират в зависимост от вида енергия, в която този приемник преобразува електрическата енергия, по-специално: задвижващи механизми на машини и механизми; електротермични и електрически централи; електрохимични инсталации...
1820. Районна електрическа мрежа 299,76 KB
Този проект включва следните раздели: въведение, в което формулираме целта на проекта, установяваме връзка между взетите решения и задачите за проектиране и експлоатация на други обекти, обосноваваме уместността на разработваната тема на проекта; баланс на мощността в електроенергийната система, в резултат на което определяме мощността на компенсаторните устройства на всяка подстанция; шест първоначални опциипроектираната мрежа; избор на схема на напрежение за линии на подстанции и избор на най-оптимален вариант; електрически...
11575. Корабна електроцентрала (SPP) 289,36 KB
Като източници на регулирано напрежение се използва DC генератор или полупроводников токоизправител. Поддържането на постоянна честота от своя страна се свежда до стабилизиране на скоростта на въртене на вала на главния двигател.

Енергиен подход към взаимодействието. Енергиен подход към взаимодействието електрически зарядие, както ще видим, много плодотворен в практическите си приложения и освен това отваря възможността да се хвърли различен поглед върху самото електрическо поле като физическа реалност.

Първо, ще разберем как можем да стигнем до концепцията за енергията на взаимодействие на система от заряди.

1. Първо, разгледайте система от два точкови заряда 1 и 2. Нека намерим алгебричната сума на елементарните работи на силите F и F2, с които тези заряди взаимодействат. Нека в някаква K-референтна система за времето cU зарядите са направили движения dl и dl 2. Тогава съответната работа на тези сили

6L, 2 = F, dl, + F2 dl2.

Като се има предвид, че F2 = - F, (според третия закон на Нютон), пренаписваме предишния израз: Mlj, = F,(dl1-dy.

Стойността в скоби е движението на заряд 1 спрямо заряд 2. По-точно, това е движението на заряд / в /("-референтната система, твърдо свързана със заряд 2 и движеща се с него транслационно по отношение на оригинала /(-система. Действително движението dl, заряд 1 в /(-системата може да бъде представено като изместването dl2 на /("-системата плюс изместването dl, заряд / спрямо тази /("-система: dl, = dl2+dl,. Следователно dl, - dl2 = dl" , И

И така, оказва се, че сумата от елементарната работа в произволна /(-референтна система винаги е равна на елементарната работа, извършена от силата, действаща върху един заряд в референтна система, където другият заряд е в покой. С други думи, работата 6L12 не зависи от избора на първоначалните /( -референтни системи.

Силата F„, действаща върху заряда / от страната на заряд 2, е консервативна (като централна сила). Следователно работата на тази сила върху изместването dl може да бъде представена като намаляване на потенциалната енергия на заряд 1 в полето на заряд 2 или като намаляване на потенциалната енергия на взаимодействие на разглежданата двойка заряди:

където 2 е стойност, която зависи само от разстоянието между тези заряди.

2. Сега нека преминем към система от три точкови заряди (резултатът, получен за този случай, може лесно да се обобщи до система от произволен брой заряди). Работата, която всички сили на взаимодействие извършват по време на елементарни движения на всички заряди, може да бъде представена като сбор от работата на всичките три двойки взаимодействия, т.е. 6A = 6A (2 + 6A, 3 + 6A 2 3. Но за всяка двойка взаимодействия , щом показаното е 6L ik = - d Wik, следователно

където W е енергията на взаимодействие на дадена система от заряди,

W «= wa + Wtз + w23.

Всеки член на тази сума зависи от разстоянието между съответните заряди, така че енергията W

на дадена система от заряди е функция на нейната конфигурация.

Подобни разсъждения очевидно са валидни за система с произволен брой заряди. Това означава, че можем да кажем, че всяка конфигурация на произволна система от заряди има своя собствена енергийна стойност W и работата на всички сили на взаимодействие при промяна на тази конфигурация е равна на намаляването на енергията W:

bl = -ag. (4.1)

Енергия на взаимодействие. Нека намерим израз за енергията W. Първо, разгледайте отново система от три точкови заряда, за които показахме, че W = - W12+ ^13+ ^23- Нека трансформираме тази сума, както следва. Нека представим всеки член Wik в симетрична форма: Wik= ]/2(Wlk+ Wk), тъй като Wik=Wk, тогава

Нека групираме членове с еднакви първи индекси:

Всяка сума в скоби е енергията Wt на взаимодействие на i-тия заряд с останалите заряди. Следователно последният израз може да бъде пренаписан, както следва:

Обобщение на произволни

Полученият израз за системата от броя на зарядите е очевиден, тъй като е ясно, че проведените аргументи са напълно независими от броя на зарядите, съставляващи системата. И така, енергията на взаимодействие на система от точкови заряди

Имайки предвид, че Wt =<7,9, где qt - i-й заряд системы; ф,- потен­циал, создаваемый в месте нахождения г-го заряда всеми остальными зарядами системы, получим окончательное выражение для энергии взаимодействия системы точечных зарядов:

Пример. Четири еднакви точкови заряда q са разположени във върховете на тетраедър с ръб a (фиг. 4.1). Намерете енергията на взаимодействие на зарядите на тази система.

Енергията на взаимодействие на всяка двойка заряди тук е една и съща и е равна на = q2/Ale0a. Има общо шест такива взаимодействащи двойки, както се вижда от фигурата, следователно енергията на взаимодействие на всички точкови заряди на дадена система

W = 6№, = 6<72/4яе0а.

Друг подход за решаване на този проблем се основава на използването на формула (4.3). Потенциалът φ на мястото на един от зарядите, дължащ се на полето на всички останали заряди, е равен на φ = 3<7/4яе0а. Поэтому

Обща енергия на взаимодействие. Ако зарядите се разпределят непрекъснато, тогава, разлагайки системата от заряди в набор от елементарни заряди dq = p dV и преминавайки от сумиране в (4.3) към интегриране, получаваме

където f е потенциалът, създаден от всички заряди на системата в елемент с обем dV. Подобен израз може да се напише за разпределението на зарядите, например, върху повърхност; За да направите това, достатъчно е да замените p с o и dV с dS във формула (4.4).

Човек може погрешно да мисли (и това често води до недоразумения), че изразът (4.4) е само модифициран израз (4.3), съответстващ на замяната на идеята за точкови заряди с идеята за непрекъснато разпределен заряд. В действителност това не е така - двата израза се различават по съдържание. Произходът на тази разлика е в различното значение на потенциала φ, включен в двата израза, което най-добре се обяснява със следния пример.

Нека системата се състои от две топки със заряди d и q2, които са много по-големи от техните размери, така че зарядите ql и q2 могат да се считат за точкови заряди на тази система.

По формула (4.3)

W= "AUitPi +2> където f[ е потенциалът, създаден от заряда q2 на мястото

намирането на заряд има подобно значение

и потенциал f2.

Съгласно формула (4.4) трябва да разделим заряда на всяка топка на безкрайно малки елементи p AV и да умножим всеки от тях по потенциала φ, създаден не само от зарядите на другата топка, но и от зарядните елементи на тази топка. Ясно е, че резултатът ще бъде съвсем различен, а именно:

W=Wt + W2+Wt2, (4.5)

където Wt е енергията на взаимодействие на зарядните елементи на първата топка един с друг; W2 - същото, но за втората топка; Wi2 е енергията на взаимодействие между зарядните елементи на първата топка и зарядните елементи на втората топка. Енергиите W и W2 се наричат ​​присъщи енергии на зарядите qx и q2, а W12 е енергията на взаимодействието заряд-заряд q2.

Така виждаме, че изчисляването на енергията W с помощта на формула (4.3) дава само Wl2, а изчисляването с помощта на формула (4.4) дава общата енергия на взаимодействие: в допълнение към W (2, също и собствените енергии IF и W2. Пренебрегването на това обстоятелство е често източникът са груби грешки.

Ще се върнем към този въпрос в § 4.4 и сега ще получим няколко важни резултата, използвайки формула (4.4).

· Потенциалът на електрическото поле е стойност, равна на отношението на потенциалната енергия на точков положителен заряд, поставен в дадена точка на полето, към този заряд

или потенциалът на електрическото поле е стойност, равна на съотношението на работата, извършена от силите на полето за преместване на точков положителен заряд от дадена точка в полето до безкрайност към този заряд:

Потенциалът на електрическото поле в безкрайност обикновено се приема за нула.

Имайте предвид, че когато заряд се движи в електрическо поле, работата A v.sвъншните сили са равни по големина на работата А s.pнапрегнатост на полето и противоположен знак:

A v.s = – A s.p.

· Потенциал на електрическото поле, създаден от точков заряд Qна разстояние rот такса,

· Потенциал на електрическото поле, създаден от метал, който носи заряд Qсфера с радиус Р, на разстояние rот центъра на сферата:

вътре в сферата ( r<R) ;

на повърхността на сферата ( r=R) ;

извън сферата (r>R) .

Във всички формули, дадени за потенциала на заредена сфера, e е диелектричната константа на хомогенен безкраен диелектрик, заобикалящ сферата.

· Потенциал на електрическото поле, създаден от системата пточковите заряди, в дадена точка, в съответствие с принципа на суперпозиция на електрическите полета, е равна на алгебричната сума на потенциалите й 1, й 2, ... , jn, създадени от отделни точкови заряди Въпрос 1, Въпрос 2, ..., Q n:

· енергия Увзаимодействие на система от точкови заряди Въпрос 1, Въпрос 2, ..., Q nсе определя от работата, която тази система от заряди може да извърши, когато ги движи един спрямо друг до безкрайност, и се изразява с формулата

къде е потенциалът на създаденото от всички поле п– 1 такси (освен аз th) в точката, където се намира зарядът Qi.

· Потенциалът е свързан с напрегнатостта на електрическото поле чрез връзката

В случай на електрическо поле със сферична симетрия тази връзка се изразява с формулата

или в скаларна форма

и в случай на хомогенно поле, т.е. поле, чиято сила във всяка точка е еднаква както по големина, така и по посока

Къде й 1и й 2- потенциали на точки от две еквипотенциални повърхности; г –разстоянието между тези повърхности по линията на електрическото поле.

· Работа, извършена от електрическо поле при преместване на точков заряд Qот една точка на терена с потенциал й 1, на друг с потенциал й 2

А=Q∙(j 1 – j 2), или

Къде Е л -проекция на вектора на опън върху посоката на движение; dl-движение.

В случай на хомогенно поле, последната формула приема формата

A=Q∙E∙l∙cosa,

Къде л- движение; а- ъгълът между посоките на вектора и преместването.


Диполът е система от два точкови електрически заряда, еднакви по размер и противоположни по знак, разстоянието лмежду които има много по-малко разстояние rот центъра на дипола до точките за наблюдение.

Векторът, изтеглен от отрицателния заряд на дипола към неговия положителен заряд, се нарича диполно рамо.

Платен продукт | Q| дипол на рамото му се нарича електрически момент на дипола:

Напрегнатост на диполното поле

Къде r- електрически диполен момент; r- модул на радиус вектора, изтеглен от центъра на дипола до точката, в която ни интересува напрегнатостта на полето; α е ъгълът между радиус вектора и рамото на дипола.

Потенциал на диполно поле

Механичен момент, действащ върху дипол с електрически момент, поставен в еднородно електрическо поле с интензитет

или M=p∙E∙грях,

където α е ъгълът между посоките на векторите и .

В нееднородно електрическо поле, освен механичния момент (двойка сили), върху дипола действа и някаква сила. В случай на поле, което е симетрично спрямо оста X,силата се изразява чрез отношението

където е частната производна на напрегнатостта на полето, характеризираща степента на нееднородност на полето по посока на оста X.

Със сила Ех е положителен. Това означава, че под негово въздействие диполът се изтегля в областта на силно поле.

Потенциална енергия на дипол в електрическо поле

Електрическа енергия на система от заряди.

Теренна работа по време на диелектрична поляризация.

Енергия на електрическото поле.

Както всяка материя, електрическото поле има енергия. Енергията е функция на състоянието, а състоянието на полето се определя от силата. От което следва, че енергията на електрическото поле е еднозначна функция на интензитета. Тъй като е изключително важно да се въведе концепцията за концентрация на енергия в полето. Мярка за концентрацията на енергия на полето е неговата плътност:

Нека намерим израз за. За тази цел нека разгледаме полето на плосък кондензатор, считайки го еднакво навсякъде. Електрическо поле във всеки кондензатор възниква по време на процеса на зареждане, което може да се представи като прехвърляне на заряди от една плоча към друга (вижте фигурата). Елементарната работа, изразходвана за прехвърляне на заряд, е равна на:

къде и цялата работа:

което увеличава енергията на полето:

Като се има предвид това (нямаше електрическо поле), за енергията на електрическото поле на кондензатора получаваме:

В случай на паралелен пластинчат кондензатор:

тъй като, - обемът на кондензатора е равен на обема на полето. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, енергийната плътност на електрическото поле е равна на:

Тази формула е валидна само в случай на изотропен диелектрик.

Енергийната плътност на електрическото поле е пропорционална на квадрата на интензитета. Тази формула, въпреки че е получена за еднородно поле, е вярна за всяко електрическо поле. Като цяло енергията на полето може да се изчисли по формулата:

Изразът включва диелектрична константа. Това означава, че в диелектрик енергийната плътност е по-голяма, отколкото във вакуум. Това се дължи на факта, че когато се създаде поле в диелектрика, се извършва допълнителна работа, свързана с поляризацията на диелектрика. Нека заместим стойността на вектора на електрическата индукция в израза за енергийна плътност:

Първият член е свързан с енергията на полето във вакуум, вторият - с работата, изразходвана за поляризирането на единица обем на диелектрика.

Елементарната работа, изразходвана от полето върху нарастването на поляризационния вектор, е равна на.

Работата на поляризацията на единица обем диелектрик е равна на:

тъй като това трябваше да се докаже.

Нека разгледаме система от два точкови заряда (виж фигурата) според принципа на суперпозиция във всяка точка на пространството:

Енергийна плътност на електрическото поле

Първият и третият член са свързани с електрическите полета на зарядите и съответно вторият член отразява електрическата енергия, свързана с взаимодействието на зарядите:

Собствената енергия на зарядите е положителна, а енергията на взаимодействие може да бъде положителна или отрицателна.

За разлика от вектора, енергията на електрическото поле не е адитивна величина. Енергията на взаимодействие може да бъде представена чрез по-проста връзка. За два точкови заряда енергията на взаимодействие е равна на:

което може да се представи като сумата:

където е потенциалът на зарядното поле на мястото на заряда и е потенциалът на зарядното поле на мястото на заряда.

Обобщавайки получения резултат към система от произволен брой заряди, получаваме:

къде е зарядът на системата, е потенциалът, създаден на мястото на заряда, всички останалисистемни такси.

Ако зарядите се разпределят непрекъснато с обемна плътност, сумата трябва да се замени с обемния интеграл:

където е потенциалът, създаден от всички заряди на системата в елемент от обема. Полученият израз съответства на обща електрическа енергиясистеми.

Работа, извършена от електрическо поле за преместване на заряд

Концепция за работа Аелектрическо поле дчрез движение на заряда Qсе въвежда в пълно съответствие с определението за механична работа:

Къде - потенциална разлика (използва се и терминът напрежение)

Много задачи разглеждат непрекъснат трансфер на заряд за определен период от време между точки с дадена потенциална разлика U(t), в този случай формулата за работата трябва да бъде пренаписана, както следва:

къде е силата на тока

Сила на електрически ток във веригата

Мощност Уелектрическият ток за участък от верига се определя по обичайния начин, като производна на работата Авъв времето, тоест чрез израза:

Това е най-общият израз за мощност в електрическа верига.

Като се вземе предвид законът на Ом:

Електрическа мощност, освободена при съпротивлението Рможе да се изрази като ток: ,

Съответно работата (освободената топлина) е интегралът на мощността във времето:

Енергия на електрически и магнитни полета

За електрическите и магнитните полета тяхната енергия е пропорционална на квадрата на силата на полето. Трябва да се отбележи, че строго погледнато терминът енергия на електромагнитното полене е съвсем правилно. Изчисляването на общата енергия на електрическото поле дори на един електрон води до стойност, равна на безкрайност, тъй като съответният интеграл (виж по-долу) се разминава. Безкрайната енергия на полето на напълно краен електрон е един от теоретичните проблеми на класическата електродинамика. Вместо това във физиката те обикновено използват понятието плътност на енергията на електромагнитното поле(в определена точка от пространството). Общата енергия на полето е равна на интеграла от плътността на енергията върху цялото пространство.

Енергийната плътност на електромагнитното поле е сумата от енергийните плътности на електрическото и магнитното поле.

В системата SI:

Къде д- напрегнатост на електрическото поле, з- сила на магнитното поле, - електрическа константа и - магнитна константа. Понякога за константите и - се използват термините диелектрична константа и магнитна проницаемост на вакуума - които са изключително неудачни и сега почти не се използват.

Енергията на електромагнитното поле протича

За електромагнитна вълна плътността на енергийния поток се определя от вектора на Пойнтинг С(в руската научна традиция - векторът на Умов-Пойнтинг).

В системата SI векторът на Пойнтинг е равен на: ,

Векторното произведение на напрегнатостта на електрическото и магнитното поле и е насочено перпендикулярно на векторите ди з. Това естествено съответства на напречното свойство на електромагнитните вълни.

В същото време формулата за плътността на енергийния поток може да се обобщи за случая на стационарни електрически и магнитни полета и има абсолютно същия вид: .

Самият факт за съществуването на енергийни потоци в постоянни електрически и магнитни полета на пръв поглед изглежда много странен, но това не води до никакви парадокси; Освен това такива потоци се откриват в експеримента.