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Teorema de Poynting y potencia de entrada

Me refiero a la versión en el dominio del tiempo del teorema de Poyinting en electromagnetismo:

$- \displaystyle \oint_S (\mathbf{E} \times \mathbf{H}) \cdot d\mathbf{S} - \int_V \mathbf{E} \cdot \mathbf{J}_i \ dV = \int_V \frac{\partial}{\partial t} \frac{\mu |\mathbf{H}|^2}{2} \ dV + \int_V \frac{\partial}{\partial t} \frac{\epsilon |\mathbf{E}|^2}{2} \ dV + \int_V \sigma |\mathbf{E}|^2 dV$

donde $S$ es la superficie límite del volumen de integración $V$ . Con $\mathbf{J}_i$ Me refiero a las corrientes impresas (impuestas por alguna fuente de campo, como las antenas) y con $\mathbf{J}$ Me refiero a las corrientes inducidas (inducidas en algún conductor, si está presente, en $V$ ).

El producto $\mathbf{E} \cdot \mathbf{J}_i$ debe ser negativo si $\mathbf{J}_i$ es la corriente que genera $\mathbf{E}$ . Pero si alguna corriente $\mathbf{J}_i$ genera energía en $V$ , debe entrar algo de energía $V$ para alimentar $\mathbf{J}_i$ .

Si hay un vector de Poynting que entra $V$ y proporcionar energía a $\mathbf{J}_i$ ¿podemos considerar ambos (el vector Poynting y la corriente $\mathbf{J}_i$ ) como el aumento de la potencia en $V$ ¿Y por eso ambos son negativos? ¿No debería el vector de Poynting entrar $V$ ser considerado como la única fuente de poder en $V$ ?

Como ejemplo podemos considerar un volumen $V$ que encierra una antena. Habrá un plazo $\mathbf{E} \cdot \mathbf{J}_i$ debido a la radiación; habrá un vector de Poynting saliendo de del volumen (potencia radiada); pero ¿qué pasa con el vector Poyting relacionado con la línea de alimentación de la antena? Es entrar en el volumen y tiene una forma diferente a la anterior, porque es el vector Poyting de una línea de transmisión y no de un campo radiado. ¿Cómo se representa en la ecuación anterior?

¡Gracias de todos modos!

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Tobias Puntos 1312

$\def\vH{{\mathbf{H}}}$ $\def\vB{{\mathbf{B}}}$ $\def\vE{{\mathbf{E}}}$ $\def\rot{\operatorname{rot}}$ $\def\div{\operatorname{div}}$ $\def\rmi{{\mathrm i}}$ Tu problema es que cuentas las pérdidas óhmicas por volumen $\mathbf{E}\cdot\mathbf{J}_i$ dos veces. En el lado izquierdo como $\mathbf{E}\cdot\mathbf{J}_i$ y en el lado derecho como $\sigma|\mathbf{E}|^2$ . Es un error que $\mathbf{E}\cdot\mathbf{J}_i$ proporcionaría energía. El flujo de potencia (de entrada) sólo lo proporciona el vector Poynting $\mathbf{E}\times\mathbf{H}$ .

Esto es incluso el caso si usted tiene un generador en su volumen que se proporciona con la energía de una fuente de alimentación de CC y los cables de CC entrar en su volumen.

También la potencia de CC se transporta a través del flujo de potencia (constante) $\mathbf{E}\times\mathbf{H}$ en el dieléctrico del cable de CC. La parte $\mathbf{E}\cdot\mathbf{J}_i$ son las pérdidas óhmicas (principalmente en el metal) que se transforman en calor.


La inducción corresponde a una disminución de la potencia magnética $\vH\cdot\dot\vB=-\vH\cdot\rot\vE$ . Esto se convierte en una parte del flujo de energía de Poynting.

Lo que podría entender es la transformación de la energía química o térmica en energía eléctrica. Esto impondría un campo eléctrico $\vE_\rmi$ a través de la diferencia de los potenciales de los electrodos o de la difusión, respectivamente.

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