КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Уравнения баланса энергии электромагнитного поля
Впервые вопрос об энергии электромагнитного поля был рассмотрен Максвеллом, который показал, что полная энергия поля, заключенного внутри объема V, складывается из энергии электрического поля и энергии магнитного поля : . Подынтегральные выражения показывают плотность энергии: . Перепишем первое и второе уравнения Максвелла: ; . Умножим первое уравнение на , а второе на и вычтем из первого уравнения второе: . (10.81) , (10.82) Проинтегрируем правую и левую части: (10.83) По теореме Остроградского – Гаусса (10.84) Энергия электромагнитного поля, заключенного внутри объема V, не остается постоянной по следующим причинам: 1) превращение энергии электромагнитного поля в энергию других видов: например, в механическую энергию частиц вещества, связанную с тепловым движением из-за протекания токов проводимости; 2) работа сторонних источников; 3) обмен энергией между выделенным объемом и окружающими областями пространства - специфический процесс, называемый излучением энергии. Интенсивность процесса излучения характеризуют так называемым вектором Пойнтинга. Физический смысл вектора Пойнтинга заключается в следующем: его модуль и направление в каждой точке характеризуют величину и направление потока энергии излучения. Вектор Пойнтинга выражается через мгновенные значения полей и как их векторное произведение: , [ВТ/м2]. (10.85) Ориентация векторов и относительно показана на рис. 10.14. Полная убыль энергии электромагнитного поля, заключенного внутри объема V с поверхностью S в единицу времени, обусловленная излучением, определяется как ; если знак этого интеграла отрицателен, то поток энергии направлен не из объема, а внутрь его.
Перепишем соотношение (10.84): . (10.86) Это уравнение баланса энергии электромагнитного поля носит название теоремы Умова – Пойнтинга. Уравнение утверждает, что изменение запаса электромагнитной энергии в произвольном объеме обусловлено, во-первых, превращением ее в тепло (при конечной проводимости среды) и, во-вторых, движением энергии в пространстве через поверхность, ограничивающую объем.
Дата добавления: 2014-12-26; Просмотров: 5116; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |