Энергия электрического поля. Плотность энергии.

Рассмотрим однородное электрическое поле плоского конденсатора. С одной стороны, энергия заряженного конденсатора . С другой стороны, эту же энергию можно выразить через напряженность электриче­ского поля Е. Так как

где d - расстояние между обкладками конденсатора; S - площадь обкла­док, то

Здесь V = Sd - объем электрического поля между обкладками конден­сатора.

Формула (1.17) показывает, что энергия заряженного конденсатора (а также любого заряженного проводника) сосредоточена (локализована) в поле, окружающем проводник.

Для характеристики распределения энергии в поле вводится понятие объемной плотности энергии со, Для случая однородного поля:

где - вектор электрической индукции.

Таким образом, свойства электрического поля характеризуются не только напряженностью Е и потенциалом ср, но энергией W и плотностью энергии со. Так как энергия связана с массой соотношением

где с - скорость распространения света в вакууме, то масса m₀ единицы объема электрического поля равна

Энергия является мерой движения материи, и понятие о материи не может рассматриваться оторвано от понятия энергии. Электрическое поле - один из видов материи.