The solution at revision #14317 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

8.3.45. В сферическом конденсаторе емкости поддерживается постоянное напряжение . Определите количество теплоты, выделяющейся в единицу времени на конденсаторе, если удельная проводимость среды, заполняющей конденсатор, , а ее диэлектрическая проницаемость .

Решение

В проводящей среде возникает ток проводимости, поскольку при наличии электрического поля в веществе с удельной проводимостью появляется плотность тока:

Энергия, выделяющаяся в виде тепла, в единицу времени (мощность Джоуля-Ленца) равна:

Подставим (1) в (2):

Напряжённость электрического поля в сферическом конденсаторе между сферами радиуса и :

Поскольку напряжение поддерживается постоянным, то и заряд на конденсаторе тоже постоянен и равен:

В сферически симметричной системе элемент объёма:

Подставим выражения (4)-(6) в (3):



Ёмкость сферического конденсатора:

В связи с этим выражение (7) можно переписать:

Окончательно:

Ответ