電磁場(chǎng)-第一章電磁場(chǎng)的能量

1、電磁場(chǎng)課件-第一章電磁場(chǎng)的能量第1頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五電磁場(chǎng)有能量嗎？有。電磁場(chǎng)能量是分布還是集總的？是分布電磁場(chǎng)的能量能在空間中傳播嗎？能電磁場(chǎng)能量如何表述；電磁場(chǎng)能量傳播滿足能量守恒定律嗎。第2頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五一、電場(chǎng)與磁場(chǎng)存儲(chǔ)的能量 既然電磁場(chǎng)的能量是和電磁場(chǎng)相伴分布在空間中的，可以用電場(chǎng)能量密度和磁場(chǎng)能量密度來描述這種分布。第3頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五二、導(dǎo)電介質(zhì)損耗的能量 導(dǎo)電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下會(huì)形成傳導(dǎo)電流，傳導(dǎo)電流在介質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)造成電磁場(chǎng)能量的損耗，這損耗也具有空間分布的特

2、性，損耗能量功率密度由下式給出。第4頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五第5頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五三、坡印廷（Poynting）定理1 矢量場(chǎng)的運(yùn)算第6頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五第7頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五2 坡印廷（Poynting）定理 恒等式表示電磁場(chǎng)能量傳播與守恒定律 根據(jù)能量守恒定律，流入體積V內(nèi)的能量（功率）等于體積V內(nèi)儲(chǔ)存能量增加和損耗能量之和。揭示了電磁場(chǎng)能量可以傳播的，用一個(gè)矢量表示電磁場(chǎng)能量的傳播，這個(gè)矢量稱為Poynting 矢量或叫能流密度矢量。第8頁，共

3、12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五3 Poynting 矢量 方向：場(chǎng)域中一點(diǎn)電磁場(chǎng)能量傳播（流動(dòng)）的方向，垂直于該點(diǎn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向。 表示單位時(shí)間內(nèi)由垂直于傳輸方向單位面積傳輸?shù)碾姶拍芰?，單位瓦特每平方米，暗合功率流密度的含義。從定義可以看出只有時(shí)變的電磁場(chǎng)才會(huì)有電磁波能流的空間傳輸。第9頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五4 諧變電磁場(chǎng)的平均功率 如上定義是能流密度矢量的瞬時(shí)表達(dá)式，在實(shí)際電磁工程更有用的是能流密度的平均值。第10頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五第11頁，共12頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)42分，星期五小結(jié)電磁場(chǎng)的能量和能流說明了電磁場(chǎng)與電磁波的物質(zhì)性。電磁場(chǎng)能量和能流的研究在實(shí)際電磁工程中有非常重要的意義。重