Движение электромагнитной энергии. Вектор Пойнтинга. Теорема Умова- Пойнтинга

<47 484950 51 52 53 >

Ограничимся рассмотрением переменного электромагнитного поля в неподвижных однородных и изотропных средах. Рассмотрим случай когда векторы напряженностей электрического и магнитного поля Е и Н не зависят от координат x и y декартовой системы координат. Предположим, что поле вызвано источниками, не содержащими постоянных токов и постоянных зарядов. В этом случае E_z=0 , H_z=0 , и векторы E и H ортогональны

Если вектор Е направлен по оси х , то Е_у=0 и тогда Н_х=0.

При таких условиях решение уравнений поля имеет вид

Плученные уравнения по форме совпадают с решениями для тока и напряжения в переходных процессах однородных длинных линий без потерь.

Следовательно, слагаемые решения уравнений поля это прямая и обратная электромагнитные волны распространяющиеся вдоль оси z. При этом скорость распространения равна

В пустоте она равна скорости света.

Величина напряженностей электрического и магнитного полей связаны соотношением

Используя аналогию сдлинными линиями, можно ввести понятие волновое сопротивление среды

Для пустоты оно равно

Все выводы, полученные при исследовании распространения волн в однородных линиях без потерь, могут быть перенесены на случай распрстранения плоской электромагнитной волны в диэлектрике.

Так как величины Е и Н определяют плотность энергии электромагнитного поля, то движущаяся электромагнитная волна несет с собой определенное количество электромагнитной энергии.

Можно определить мощность потока энергии, отнесенную к единице поверхности, нормальной к направлению распространения волны

Эта величина может рассматриваться как вектор, направленный в сторону распространения волны.

Вектор S называется вектор Пойнтинга.

Из закона сохранения энергии относительно некоторого обьема V можно получить выражение

Это соотношение называют теоремой Умова-Пойнтинга. Первый интеграл в этом выражении представляет собой энергию, переходящую в тепло внутри обьема, второй интеграл это мощность, численно равная энергии,передаваемой в единицу времени из обьема через поверхность. Сумма интегралов равна убыли энергии электрического и магнитного полей внутри обьема.

<47 484950 51 52 53 >

Дата добавления: 2020-03-21; просмотров: 671;

Движение электромагнитной энергии. Вектор Пойнтинга. Теорема Умова- Пойнтинга

Публикации по технике и механике

Публикации по биологии

Публикации по информатике

Публикации по строительству

Публикации по физике

Публикации по химии

Публикации по электронике

Публикации по искусству

Публикации по истории

Публикации по медицине

Публикации по педагогике