电场能量问题:能量去哪里了?
情况1:
一个平行板电容器,带电为Q,不接电源导线等,开始介质为真空,电容为C.于是电场能量W1=Q^2/2C.
接着插入一块介质板,假设其厚度正好是极板间距.于是后来的电场能量
W2=Q^2/(2C*εr),总场强减小,能量减小.那么能量去了哪里呢?
情况2
一个平行板电容器,接在恒定电压U上.开始电场能量
W1=1/2*CU^2
Q1=CU
然后也塞进去一块电介质,于是有
W2=1/2*CU^2*εr
Q2=CU*εr
显然,电源以U的电压输送了(Q2-Q1)的电荷,输出了能量U(Q2-Q1).
然而,极板间的总场强,总是U/d,即使后来有了电介质以后,原场强E0,与极化电场E'的合场强E,应该是与塞进去前一样的.
于是根据公式we=1/2*ε0*E^2,电场能量密度相等,所以电场能相等.那么电源输出的能量去了哪里?