電場能量密度即單位體積內的電場能量。靜電場的能量是靜電場的一個重要特徵,對於靜電場的能量,一般電磁學教材在講述這一基本概念時,利用電容器的儲能來説明能量定域在電場中,電場中的電介質要受到電場力的作用。
電場能量計算方法為:
電場能量密度×電場存在的體積
其中,能量密度為:0.5*E*D
E為電場強度的大小,D為電極化位移向量的大小
如果介質的介電常數為e,並且為實數,且介質均勻,則有:
D=eE
於是,電場能量密度為:0.5eE^2
其單位為:焦耳/立方米
於是,當電容器裏的電場強度的大小變大,則電場能量密度變大,反之變小。
當然,如果你直接增大電容兩板之間的距離,但是卻保持其場強不變,則電容內電場能量密度不變,但電場能量增大,因電容內部體積增大了。從做功的角度,你把板間間距拉大,需要做功克服電場力,機械能轉為電場能。