考虑最简单的均匀电场 ， 它可通过平行板电容器获得 。 类比上述挖坑过程 ， 设某次充电,此时电容器的电压为， 则外力在此次充电时做功为。
若将充电过程中外力反抗电场力所做功累计起来 ， 就是获得的电能 ， 即 设最后电压为， 设电容器电容为， 设每一次充电无限小 ， 则上式为 根据电容定义， 即 根据平行板电容器的电容表达式 考虑到及， 可知 这说明 ， 单位体积内电场的能量 ， 即能量密度为 对于电路 ， 由于电流的磁效应 ， 还有磁场 ， 磁场能量密度与电场能量密度是类似的 ， 即
其中 是磁场强度 ，为介质磁导率 。 所以得电磁场能量密度就是
此式对一切电磁场都适用 。 因此 ， 只要知道电磁场的分布情况 ， 将其对空间积分 ， 就得到电磁场能量的值 。
讲到这里 ， 有人会有这样的疑问：电池里面储存的是电能吗？如果是 ， 也是存在于电池内外空间中吗？
这其实涉及电能的另一个问题：电能是如何被存储的？
提示：下面这一节与主线关系不是特别大 ， 不感兴趣可以跳过 。
03
电能的存储方式
很多人认为 ， 储存电能的装置——电池 ， 里面就装着电能 ， 打开盖子就可以享用了 。
其实 ， 这是一种误解 ， 电能并不一定以电能的形式存储 ， 实际上 ， 绝大多数情况下 ， 都不是以电能的形式存储 。
就拿化学电池来说 ， 它存储的是化学能 ， 在充电时 ， 电能被转换成化学能 ， 使用时 ， 化学能又被转换成电能 。
那么 ， 电能有哪些常见的存储方式呢？
简单的说 ， 主要有三大类 。
第一类是直接以电磁能的形式存储 。
如果你有办法将一堆正负电荷隔开一定距离放着 ， 让它们日思夜想都无法汇合 ， 那你就存储电能了 。
莱顿瓶就是干这事的 。 如下图 ， 内外各贴有一层锡箔的玻璃瓶 ， 从外面伸入金属链将电荷引入 ， 关上盖子 ， 电荷就被装在瓶子里了 ， 也就装了一瓶电能了 。 据说美国的那个冒险家富兰克林曾用莱顿瓶收集雷电的能量 。
其实莱顿瓶就是一个平板电容器 ， 两层锡箔就是两个导体板 。 电荷隔着玻璃相望 ， 电场位于极板之间的空间中 ， 所以电容器是真正的原装电能存储方式 。
根据电流的磁效应 ， 电流流过线圈时产生磁场 ， 因而具有磁能 。 人们通过给超导线圈通电 ， 将电能变成线圈的磁场能量而存储起来 ， 这种技术成本极高 ， 应用不多 。
第二类就是前面提到的化学储能 。
化学反应放出能量 ， 例如蜡烛和柴草燃烧后放出热能 。 而化学电池能将反应放出的能量转换为电能 。 应用最为广泛的化学电池是锂电池 ， 因为锂很轻 ， 所以一块小小的锂电池可容纳不少能量 ， 这是它能被广泛应用的原因之一 。
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