Густина енергії

Густина енергії — енергія речовини або поля віднесена до одиниці об'єму.

Енергія на одиницю об'єму має ті самі фізичні одиниці, що і тиск, і в багатьох випадках є синонімом: наприклад, щільність енергії магнітного поля може бути виражена як (і поводиться як) фізичний тиск, а енергію, необхідну для більшого стиснення стисненого газу можна визначити, помноживши різницю між тиском газу та зовнішнім тиском на зміну об'єму.

Густина енергії полів

Густина енергії часто використовується для характеристики електричного і магнітного полів. Для електричного поля у вакуумі густина енергії дорівнює

$w=\frac{1}{8\pi }{𝐄}^2$

в системі СГС або

$w=\frac{1}{2}{\epsilon }_0{𝐄}^2$

в Міжнародній системі величин (ISQ). Тут w — густина енергії, $𝐄$ — напруженість електричного поля, ${\epsilon }_0$ — електрична стала.

Густина енергії магнітного поля у вакуумі дорівнює

$w=\frac{1}{8\pi }{𝐁}^2$,

в системі СГС, або

$w=\frac{1}{2{\mu }_0}{𝐁}^2$

в системі ISQ. Тут $𝐁$ — вектор магнітної індукції, ${\mu }_0$ — магнітна стала.

Густина енергії електромагнітного поля дорівнює

$w=\frac{1}{8\pi }({𝐄}^2+{𝐁}^2)$

в системі СГС, або

$w=\frac{1}{2}({\epsilon }_0{𝐄}^2+\frac{1}{{\mu }_0}{𝐁}^2)$

в системі ISQ.

Див. також

• Густина потоку енергії
• Потік енергії
• Енергія електромагнітного поля