波印亭定理

積分形式的波印亭定理為: 兩邊取與的點積,得: 兩邊取與的點積,得:

波印亭定理是約翰·亨利·波印亭發現的關於電磁場能量守恆的定理。它把能量密度u的時間導數,與能量的流動,以及與電磁場做功的速率聯繫起來。由以下的公式總結:
其中S是波印亭矢量,表示能量的流動,J電流密度E電場強度。能量密度u為(符號ε0是真空介電常數,μ0是真空磁導率):
由於磁場不做功,等式的右端便給出了電磁場每秒·米所做的總功的負值。
積分形式的波印亭定理為:
其中是包圍著體積的曲面。
在電機工程中,該定理通常寫成以下把能量密度u展開的形式,這與連續性方程相似:
推導
這個定理可以從麥克斯韋方程組中的兩個方程推出。首先考慮法拉第電磁感應定律
兩邊取與的點積,得:
接著考慮安培環路定律
兩邊取與的點積,得:
第一個方程減去第二個方程,得:
最後,根據乘積法則(兩個矢量的叉積散度),可得:
由於波印亭矢量定義為:
因此與以下是等價的:

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們