电能

[拼音]：dianneng

[外文]：electric energy

泛指与电相联系的能量，严格地应指电场能。

电荷之间存在着相互作用力，因此形成一定的电荷系统需要作一定的功。将分离在无限远的两个点电荷搬运到一起形成两个电荷的静体系所需作的功为

， (1)

此称为相互作用能。n个点电荷组成的静电系统的相互作用能则为

， (2)

式中嗞_i为第i个点电荷q_i所在处的电位。带电系统的静电能与电荷之间的相互作用能有所不同，因为在电荷相互作用能中，没有计及形成每个电荷的那部分能量。这部分能量称为电荷的自能。如果计入形成每个电荷的这份能量，即电荷系统全部自能和相互作用能的总和则是电荷系统的静电能。将式(2)推广到连续带电情形，可直接写出连续带电系统的相互作用能公式

， (3)

式中ρ 和σ 分别为连续带电体的电荷体密度和电荷面密度，积分遍及体电荷以及面电荷存在的区域。由于这里的连续带电系统是搬运无穷多个无限小电荷元素聚集而成的，因此相互作用能中包括了电荷的自能，式(3)即为电荷系统的静电能。

上述表述静电能的形式并不意味着静电能与电荷相联系。可以通过电场公式将上述静电能公式改写成另一种表达形式

，

有介质存在时，上式则为

。 (4)

式中E为场强，D为电位移，这两个积分都是遍及整个场。这表明可将电场存在的空间分成无数体积元，每个体积元的静电能为 ，总的静电能则是它们的求和（积分）。为电场能量密度。

在静电情形，电荷与电场总是相伴存在的，将电能看成与电荷联系起来还是储存在电场中，效果完全相同。然而科学实践证明电场是一种特殊形态的物质，它可以脱离电荷而存在。变化的磁场亦产生电场，这种变化磁场产生的电场亦具有电能，其场能密度与上相同。在一般情形下，变化的电磁场以波的形式传播，传播过程中伴随着能量传递。

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