Vector Poynting : Anten phát ra năng lượng điện từ để truyền hoặc nhận thông tin. Do đó, Năng lượng và Công suất được liên kết với các sóng điện từ này và chúng ta phải thảo luận về chúng. Một sóng điện từ có cả điện trường và từ trường.
Xem thêm phần trước : Độ rộng chùm tia của anten
Hãy xem xét sóng tại bất kỳ thời điểm nào, có thể được xem theo cả hai vectơ. Hình dưới đây cho thấy sự biểu diễn của các thành phần điện trường và từ trường trong sóng điện từ.
Sóng điện có phương thẳng đứng đối với phương truyền của sóng EM, trong khi sóng từ có phương nằm ngang. Cả hai trường đều vuông góc với nhau.
Vector Poynting
Vector Poynting mô tả năng lượng của Sóng EM trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích tại bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào. John Henry Poynting lần đầu tiên tìm ra vectơ này vào năm 1884 và do đó nó được đặt theo tên của ông.
Định nghĩa – “Véc tơ Poynting cho tốc độ truyền năng lượng trên một đơn vị diện tích”
hoặc là
“Năng lượng mà sóng mang theo trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích được cung cấp bởi vectơ Poynting.”
Véc tơ Poynting được biểu diễn bằng Ŝ .
Các đơn vị
Đơn vị SI của vectơ Poynting là W / m 2 .
Biểu thức toán học
Đại lượng được sử dụng để mô tả công suất liên quan đến sóng điện từ là vector Poynting tức thời , được định nghĩa là
Ở đây
- Ŝ là vectơ Poynting tức thời (W / m 2 ) .
- Ê là cường độ điện trường tức thời (V / m) .
- Ĥ là cường độ từ trường tức thời (A / m) .
Điểm quan trọng cần lưu ý ở đây là độ lớn của E lớn hơn H trong sóng EM. Tuy nhiên, cả hai đều đóng góp một lượng năng lượng như nhau. Ŝ là vectơ có cả hướng và độ lớn. Hướng của Ŝ giống với vận tốc của sóng. Độ lớn của nó phụ thuộc vào E và H.
Nguồn gốc của Vector Poynting
Để có một ý tưởng rõ ràng về vectơ Poynting, chúng ta hãy xem xét nguồn gốc của vectơ Poynting này, theo một quy trình từng bước.
Chúng ta hãy tưởng tượng rằng một sóng EM, đi qua một khu vực (A) vuông góc với trục X mà sóng truyền đi. Khi đi qua A, theo thời gian vô cực (dt), sóng truyền được một quãng đường (dx).
dx = C dt
Ở đây
Do đó, Năng lượng truyền theo thời gian (dt) trên mỗi diện tích (A) là –
Từ
Từ
Ŝ biểu thị vectơ Poynting.
Phương trình trên cho chúng ta năng lượng trên một đơn vị thời gian, trên một đơn vị diện tích tại bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào, được gọi là vectơ Poynting .