电磁场-第一章电磁场的能量_第1页
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1、电磁场课件-第一章电磁场的能量第1页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五电磁场有能量吗？有。电磁场能量是分布还是集总的？是分布电磁场的能量能在空间中传播吗？能电磁场能量如何表述；电磁场能量传播满足能量守恒定律吗。第2页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五一、电场与磁场存储的能量 既然电磁场的能量是和电磁场相伴分布在空间中的，可以用电场能量密度和磁场能量密度来描述这种分布。第3页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五二、导电介质损耗的能量 导电介质在电场作用下会形成传导电流，传导电流在介质中传播时会造成电磁场能量的损耗，这损耗也具有空间分布的特

2、性，损耗能量功率密度由下式给出。第4页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五第5页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五三、坡印廷（Poynting）定理1 矢量场的运算第6页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五第7页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五2 坡印廷（Poynting）定理 恒等式表示电磁场能量传播与守恒定律 根据能量守恒定律，流入体积V内的能量（功率）等于体积V内储存能量增加和损耗能量之和。揭示了电磁场能量可以传播的，用一个矢量表示电磁场能量的传播，这个矢量称为Poynting 矢量或叫能流密度矢量。第8页，共

3、12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五3 Poynting 矢量 方向：场域中一点电磁场能量传播（流动）的方向，垂直于该点电场和磁场的方向。 表示单位时间内由垂直于传输方向单位面积传输的电磁能量，单位瓦特每平方米，暗合功率流密度的含义。从定义可以看出只有时变的电磁场才会有电磁波能流的空间传输。第9页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五4 谐变电磁场的平均功率 如上定义是能流密度矢量的瞬时表达式，在实际电磁工程更有用的是能流密度的平均值。第10页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五第11页，共12页，2022年，5月20日，6点42分，星期五小结电磁场的能量和能流说明了电磁场与电磁波的物质性。电磁场能量和能流的研究在实际电磁工程中有非常重要的意义。重

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