Ero sivun ”Energiatiheys” versioiden välillä

1 649 merkkiä lisätty ,  3 vuotta sitten
Lisätty kappale ''Sähkö- ja magneettikenttien energiatiheys''.
(Graafinen esitys)
(Lisätty kappale ''Sähkö- ja magneettikenttien energiatiheys''.)
Tilavuuden energiatiheyden yksikkö on sama kuin [[paine]]en ja monissa tapauksissa se on paineen synonyymi.
 
== Sähkö- ja magneettikenttien energiatiheys ==
{{Tynkä/Fysiikka}}
Energiaa voidaan varastoida [[Sähkömagneettinen kenttä|sähkömagneettiseen kenttään]] esimerkiksi [[Kondensaattori|kondensaattorien]] ja [[Kela (komponentti)|kelojen]] avulla. Sähkömagnetismissa energiatiheys määritellään nimen omaan (potentiaali-)energiana tilavuusyksikköä kohden. [[Sähkökenttä|Sähkökentän]] energiatiheys on:
 
<math>u_E=\frac{1}{2}\varepsilon_0E^2</math>, <ref>{{Kirjaviite|Tekijä = Grant, I. S. & Phillips, W. R.|Nimeke = Electromagnetism, Second Edition|Vuosi = 2011|Sivu = 43|Julkaisija = John Wiley & Sons|Isbn = 978-0-471-92712-9|Kieli = {{En}}}}</ref>
 
missä <math>\varepsilon_0</math> on [[Permittiivisyys|tyhjiön permittiivisyys]] (eli sähkövakio) ja <math display="inline">E</math> on [[sähkökentän voimakkuus]].
 
Tarkastellaan levykondensaattoria, jonka levyjen [[pinta-ala]] on <math display="inline">A</math> ja etäisyys toisistaan <math display="inline">d</math>. Tällaisen kondensaattorin [[kapasitanssi]] on:
 
<math>C=\frac{\varepsilon_0A}{d}</math>.
 
Kondensaattorin potentiaalienergia on puolestaan:
 
<math>U_C=\frac{1}{2}CV^2=\frac{\varepsilon_0AV^2}{2d}</math>, <ref>{{Kirjaviite|Tekijä = Knight, Randall D.|Nimeke = Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach with Modern Physics|Vuosi = 2014|Sivu = 960|Julkaisija = Pearson Education Ltd.|Isbn = 978-1-292-02078-5|Kieli = {{En}}}}</ref>
 
missä <math display="inline">V</math> kondensaattorin levyjen välinen [[jännite]]. Tällöin kondensaattorin energiatiheys on:
 
<math>u_E=\frac{U_C}{Ad}=\frac{\varepsilon_0V^2}{2d^2}</math>.
 
== Lähteet ==
<references />{{Tynkä/Fysiikka}}
 
[[Luokka:Suureet]]