Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիա

Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիա, էլեկտամագնիսական դաշտում պարփակված էներգիա։ Մասնավոր դեպքում մաքուր էլեկտրական դաշտի կամ մաքուր մագնիսական դաշտի  էներգիա։


== Լիցքի տեղափոխման վրա էլեկտրական դաշտի կատարած աշխատանք ==
Էլեկտրական 
  
    
      
        E
      
    
    {\displaystyle E}
   դաշտի կատարած 
  
    
      
        A
      
    
    {\displaystyle A}
  աշխատանքը 
  
    
      
        Q
      
    
    {\displaystyle Q}
  լիցքը տեղափոխելու համար, ներմուծվել է մեխանիկական աշխատանքի սահմանմանը համապատասխան.

  
    
      
        A
        =
        ∫
        F
        (
        x
        )
        
        d
        x
        =
        ∫
        Q
        ⋅
        E
        (
        x
        )
        
        d
        x
        =
        Q
        ⋅
        U
        ,
      
    
    {\displaystyle A=\int F(x)\,dx=\int Q\cdot E(x)\,dx=Q\cdot U,}
  որտեղ  
  
    
      
        U
        =
        ∫
        E
        
        d
        x
      
    
    {\displaystyle U=\int E\,dx}
   — պոտենցիալների տարբերությունն է (օգտագործվում է նաև լարում տերմինը)։
Շատ խնդիրներում ուսումնասիրվում է որոշակի ժամանակահատվածում լիցքի անընդհատ տեղափոխումը 
  
    
      
        U
        (
        t
        )
      
    
    {\displaystyle U(t)}
  պոտենցիալների տարբերություն ունեցող կետերի միջև։ Այդ դեպքերում աշխատանքը հաշվվում է հետևյալ կերպ.

  
    
      
        A
        =
        ∫
        U
        (
        t
        )
        
        d
        Q
        =
        ∫
        U
        (
        t
        )
        I
        (
        t
        )
        
        d
        t
        ,
      
    
    {\displaystyle A=\int U(t)\,dQ=\int U(t)I(t)\,dt,}
  որտեղ  
  
    
      
        I
        (
        t
        )
        =
        
          
            
              d
              Q
            
            
              d
              t
            
          
        
      
    
    {\displaystyle I(t)={dQ \over dt}}
   — հոսանքի ուժն է։


== Էլեկտրական հոսանքի հզորությունը շղթայում ==
Էլեկտրական հոսանքի 
  
    
      
        W
      
    
    {\displaystyle W}
  հզորությունը շղթայի տեղամասում որոշվում է սովորական ձևով՝ 
  
    
      
        A
      
    
    {\displaystyle A}
  աշխատանքի ածանցիալը ըստ ժամանակի, այսինքն՝

  
    
      
        W
        (
        t
        )
        =
        
          
            
              d
              A
            
            
              d
              t
            
          
        
        =
        U
        (
        t
        )
        ⋅
        I
        (
        t
        )
        ,
      
    
    {\displaystyle W(t)={\frac {dA}{dt}}=U(t)\cdot I(t),}
  Սա էլեկտրական շղթայում հազորության հաշվման ամենաընդհանուր արտահայտությունն է։
Օհմի օրենքից․

  
    
      
        U
        =
        I
        ⋅
        R
      
    
    {\displaystyle U=I\cdot R}
  Հզորությունը կարելի է հաշվել և՛ հոսանքի ուժի,

  
    
      
        W
        =
        I
        (
        t
        
          )
          
            2
          
        
        ⋅
        R
        ,
      
    
    {\displaystyle W=I(t)^{2}\cdot R,}
  և՛ լարման միջոցով։

  
    
      
        W
        =
        
          
            
              U
              (
              t
              
                )
                
                  2
                
              
            
            R
          
        
        .
      
    
    {\displaystyle W={{U(t)^{2}} \over R}.}
  Համապատասխամաբար, աշխատանքը (անջատված ջերմաքանակը) հանդիսանում է հզորության ինտեգրալը ըստ ժամանակի.
  
    
      
        A
        =
        ∫
        W
        (
        t
        )
        
        d
        t
        =
        ∫
        I
        (
        t
        
          )
          
            2
          
        
        ⋅
        R
        
        d
        t
        =
        ∫
        
          
            
              U
              (
              t
              
                )
                
                  2
                
              
            
            R
          
        
        
        d
        t
        .
      
    
    {\displaystyle A=\int W(t)\,dt=\int I(t)^{2}\cdot R\,dt=\int {{U(t)^{2}} \over R}\,dt.}
  ։


== Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի էներգիա ==
Էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի էներգիաները համեմատական են նրանց լարվածության քառակուսուն։ Ֆիզիկայում սովորաբար օգտագործում են  տարածության տվյալ կետում էլեկտրական դաշտի էներգիայի խտություն հասկացությունը (տարածության որոշակի կետում)։ Դաշտի ընդհանուր էներգիան հավասար է էներգիայի խտության ինտեգրալին ամբողջ տարածքով։
Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիայի խտությունը հավասար է էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի էներգիաների խտությունների գումարին։
ՄՀ համակարգում․

  
    
      
        u
        =
        
          
            
              
                E
              
              ⋅
              
                D
              
            
            2
          
        
        +
        
          
            
              
                B
              
              ⋅
              
                H
              
            
            2
          
        
        .
      
    
    {\displaystyle u={\frac {\mathbf {E} \cdot \mathbf {D} }{2}}+{\frac {\mathbf {B} \cdot \mathbf {H} }{2}}.}
  Վակուումում (ինչպես նաև նյութում միկրոդաշտերի դիտարկման դեպքում)․

  
    
      
        u
        =
        
          
            
              
                ε
                
                  0
                
              
              
                E
                
                  2
                
              
            
            2
          
        
        +
        
          
            
              B
              
                2
              
            
            
              2
              
                μ
                
                  0
                
              
            
          
        
        =
        
          ε
          
            0
          
        
        
          
            
              
                E
                
                  2
                
              
              +
              
                c
                
                  2
                
              
              
                B
                
                  2
                
              
            
            2
          
        
        =
        
          
            
              
                E
                
                  2
                
              
              
                /
              
              
                c
                
                  2
                
              
              +
              
                B
                
                  2
                
              
            
            
              2
              
                μ
                
                  0
                
              
            
          
        
        ,
      
    
    {\displaystyle u={\varepsilon _{0}E^{2} \over 2}+{B^{2} \over {2\mu _{0}}}=\varepsilon _{0}{\frac {E^{2}+c^{2}B^{2}}{2}}={\frac {E^{2}/c^{2}+B^{2}}{2\mu _{0}}},}
  որտեղ`
E — էլեկտրական դաշտի լարվածությունն է
B — մագնիսական ինդուկցիան է
D — էլեկտրական ինդուկցիան
H — մագնիսական դաշտի լարվածությունն է
с — լույսի արագություն

  
    
      
        
          ε
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle \varepsilon _{0}}
  — էլեկտրական հաստատուն

  
    
      
        
          μ
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle \mu _{0}}
  — մագնիսական հաստատունը։
ՍԳՎ համակարգում

  
    
      
        u
        =
        
          
            
              
                E
              
              ⋅
              
                D
              
              +
              
                B
              
              ⋅
              
                H
              
            
            
              8
              π
            
          
        
        .
      
    
    {\displaystyle u={\frac {\mathbf {E} \cdot \mathbf {D} +\mathbf {B} \cdot \mathbf {H} }{8\pi }}.}
  ։


== Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիան տատանողական կոնտուրում ==
Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիան տատանողական կոնտուրում․

  
    
      
        W
        =
        
          
            
              C
              
                U
                
                  2
                
              
            
            2
          
        
        +
        
          
            
              L
              
                I
                
                  2
                
              
            
            2
          
        
        ,
      
    
    {\displaystyle W={\frac {CU^{2}}{2}}+{\frac {LI^{2}}{2}},}
  որտեղ՝

U — շղթայի էլեկտրական լարվածությունն է
C — կոնդենսատորի ունակությունն է
I — հոսանքի ուժն է
L — կոճի կամ հոսանքակիր կոնտուրի ինդուկտիվությունն է։


== Էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիայի հոսքեր ==

Էլեկտրամագնիսական աիքի համար էներգիայի հոսքի խտությունը որոշվում է Պոյնտինգի վեկտորով՝ S։
Միավորների ՄՀ համակարգում Պոյնտինգի վեկտորը հավասար է էլեկտրական և մագնիսական դաշտրի վեկտորական արտադրյալին.

  
    
      
        
          S
        
        =
        
          E
        
        ×
        
          H
        
      
    
    {\displaystyle \mathbf {S} =\mathbf {E} \times \mathbf {H} }
  և ուղղված է E և H վեկտորներին ուղղահայաց։ Միևնույն ժամանակ, էներգիայի հոսքի խտության բանաձևը կարող է ընդհանրացվել ստացիոնար էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի դեպքում և ունի նույն ձևը.

  
    
      
        
          S
        
        =
        
          E
        
        ×
        
          H
        
      
    
    {\displaystyle \mathbf {S} =\mathbf {E} \times \mathbf {H} }
  ։Հաստատուն էլեկտրական և մագնիսական դաշտերում հոսքերի գոյության փաստը կարող է անսովոր թվալ, բայց չի հանգեցնում որևէ պարադոքսի, դեռ ավելին, այդպիսի հոսքերի առկայությունը պարզվել է նաև փորձնկան ճանապարհով։


== Տես նաև ==
Էկեկտրականություն
Հզորության գործակից
Էլեկտրական հոսանքի հաշվիչ


== Ծանոթագրություն ==