Вопрос 36. Перенос энергии электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга. Поток электромагнитного поля вдоль проводника с током

Ø Фундаментальное значение системы уравнений Максвелла (1) - (4) определяется тем, что в них раскрыта взаимосвязь между ЭП и МП - изменение одного из них обусловливает возникновение и проявление другого, тем самым установлено их единство. Физическая суть системы УМ ещё и в том, что ими выражен закон сохранения энергии ЭМП ¾ следуя УМ, формулируется соотношение, связывающее мощность источника ЭДС с мощностью ЭП и МП в элементах электрической цепи, в к-рой за счёт источника ЭДС изменяется ЭМП. Смысл этого соотношения таков: в единице объёма за единицу времени работа сторонних сил в источнике ЭДС идет на покрытие джоулевых потерь в цепи, на увеличение ЭМ энергии и на покрытие убыли энергии, вытекающей наружу. Такой формулировкой указывается ¾ в электрич. цепи, где изменяется ток, обязательно д-но происходить испускание энергии ЭМ поля. Этот процесс характеризуется особой величиной - вектором Пойнтинга   Вектор Пойнтинга выражает плотность энергии ЭМП, проходящую ч/з единицу поверхности в направлении, нормальной к ней, за единицу времени;   1 Вт/м 2. В ЭМ поле, т.о., возможен перенос энергии, и эта закономерность отражена системой УМ.

Ø Когда по проводнику идет ЭТ, в каждом участке проводника выделяется теплота. Очевидно, выделяющаяся энергия д-на кaк-то транспортироваться от источника к данному участку. Оказывается, существует стационарный поток ЭМ поля в прострaнcтве вокруг проводника, описываемый вектором Пойнтинга. Электрич. поле вдоль проводника (рис.1) имеет тангенциальную вдоль проводника) и нормальную перпендикулярно к его поверхности) составляющие ( одной обусловлено течение тока вдоль проводника, другая зависит от поверхностных ЭЗ). Магнитное поле направлено по касательной к силовым линиям, замыкающимся вокруг проводника с ЭТ, задаваемым плотностью  Получается, что существуют две составляющие потока ЭМ энергии - внутрь проводника из диэлектрика (или вакуума) его окружающего и вдоль проводника. Втекающая в проводник энергия превращается в нём в теплоту (рассчитываемую, следуя известному закону Джоуля: теплота, выделяемая в проводнике и характеризуемая мощностью P, пропорциональна квадрату силы тока I и сопротивлению R) ¾ чем меньше сопротивление R, тем меньше поток (т.е., величина S). На участке со сторонними силами поток S направлен из устройства источника наружу. T.o., соединительные проводники в электрич. цепях или провода в технических транспортных электросетях, являются лишь направляющими элементами («ведущими» ЭМ поле), вдоль к-рых от источника передаётся энергия ЭМ поля.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: