Энергия электромагнитного поля: различия между версиями

'''Эне́ргия электромагни́тного по́ля''' — термин, под которым подразумевается [[энергия]], заключенная в [[Электромагнитное поле|электромагнитном поле]].{{нет АИ|17|10|2012}} Сюда же относятся частные случаи чистого [[Электрическое поле|электрического поля]] и чистого [[Магнитное поле|магнитного поля]].

[[Мощность (физика)|Мощность]] <math>W</math> [[Электрический ток|электрического тока]] для участка цепи определяется обычным образом, как производная от работы <math>A</math> по времени, то есть выражением:

— этоЭто наиболее общее выражение для мощности в электрической цепи.

электрическую мощность, выделяемую на [[электрическое сопротивление|сопротивлении]] <math>R</math>, можно выразить как через [[сила тока|ток]]

так и через [[Электрическое напряжение|напряжение]]:
: <math> W = {{U(t)^2 } \over R}</math>

Для электрического и магнитного полей их энергия пропорциональна квадрату напряжённости поля. Следует отметить, что, строгоСтрого говоря, термин '''«энергия электромагнитного поля'''» является не вполне корректным. Вычисление полной энергии электрического поля даже одного электрона приводит к значению, равному бесконечности, поскольку соответствующий интеграл (см. ниже) расходится. Бесконечная энергия поля вполне конечного электрона составляет одну из теоретических проблем классической электродинамики. Вместо него в физике обычно используют понятие ''плотности энергии электромагнитного поля'' (в определённой точке пространства). Общая энергия поля равняется интегралу плотности энергии по всему пространству.

: <math>u = \frac{\mathbf E \cdot \mathbf D}{2} + \frac{\mathbf B \cdot \mathbf H}{2}</math>

: <math>u = {\varepsilon_0 E^2 \over 2} + {B^2 \over {2 \mu_0}} = \varepsilon_0 \frac{E^2 + c^2 B^2}{2} = \frac{E^2/c^2 + B^2}{2 \mu_0}</math>

где '''E''' — [[напряжённость электрического поля]], '''B'''  — [[магнитная индукция]], '''D'''  — [[электрическая индукция]], '''H''' — [[напряжённость магнитного поля]], ''с''  — [[скорость света]], <math>\varepsilon _0</math> — [[электрическая постоянная]], и <math>\! \mu_0</math> — магнитная постоянная. Иногда для констант <math>\varepsilon _0</math> и <math>\! \mu_0</math> — используют термины диэлектрическая проницаемость и [[магнитная проницаемость]] вакуума, — которые являются крайне неудачными, и сейчас почти не употребляются.

Для электромагнитной волны плотность потока энергии определяется [[вектор Пойнтинга|вектором Пойнтинга]] '''S''' (в российской научной традиции — вектор Умова- — Пойнтинга).

В системе [[СИ]] вектор Пойнтинга равен: <math>\mathbf S = \mathbf E \times \mathbf H</math>, (векторному произведению напряжённостей электрического и магнитного полей) и направлен перпендикулярно векторам E и H. Это естественным образом согласуется со свойством поперечности электромагнитных волн.

{{rq|sources|refless}}