Antenas irradiam energia Eletromagnética para transmitir ou receber informações. Portanto, os Termos energia e energia estão associados a essas ondas eletromagnéticas e temos que discuti-las. Uma onda eletromagnética tem campos elétricos e magnéticos.

considere a onda a qualquer instante, que pode ser vista em ambos os vetores. A figura seguinte mostra a representação dos componentes do campo elétrico e magnético numa onda eletromagnética.

a onda elétrica está presente na vertical para a propagação da onda EM, enquanto a onda magnética está horizontalmente localizada. Ambos os campos estão em ângulos rectos um para o outro.

Vector de Poynting

vector de Poynting descreve a energia da onda EM por unidade de tempo por unidade de área em qualquer dado instante de tempo. John Henry Poynting derivou este vetor pela primeira vez em 1884 e, portanto, foi nomeado em sua homenagem.

Definição − “vetor de Poynting fornece a taxa de transferência de energia por unidade de área”

ou

“A energia que uma onda transporta por unidade de tempo por unidade de área é dada pelo vetor de Poynting.”

Vetor de Poynting é representado por Ŝ.

unidades

a unidade SI do vector de Poynting é W / m2.

Expressão Matemática

A quantidade que é usada para descrever o poder associado a ondas eletromagnéticas é instantânea vetor de Poynting, que é definido como

$$\hat{S} = \hat{E} \times \hat{H}$$

Onde

• $\hat{S}$ é instantânea vetor de Poynting (W/m2).

• $\hat{e}$ é a intensidade instantânea do campo elétrico (V/m).

• $\hat{h}$ é a intensidade instantânea do campo magnético (A/m).

o ponto importante a ser observado aqui é que a magnitude de E é maior que H dentro de uma onda EM. No entanto, ambos contribuem com a mesma quantidade de energia. Ŝ é o vetor, que tem direção e magnitude. A direção de Ŝ é a mesma que a velocidade da onda. A sua magnitude depende de a e e H.

Derivação do Vetor de Poynting

Para ter uma ideia clara sobre o vetor de Poynting, vamos passar com a derivação deste vetor de Poynting, em um passo-a-passo do processo.imaginemos que uma onda EM, passa uma área (A) perpendicular ao eixo X ao longo da qual a onda viaja. Enquanto passa por A, Em tempo infinitesimal (dt), a onda viaja uma distância (dx).

$$dx = C\ dt$$

Onde

$$C = velocidade\ de\ luz = 3\times 10^{8}m/s$$$$volume dv = Adx = AC\ dt$$$$d\mu = \mu\ dv = (\epsilon_{0}E^{2})(AC\ dt)$$$$= \epsilon_{0} AC \ E^{2}\ dt$$

Portanto, a Energia transferida no tempo (dt) por área (A) −

$$S = \frac{Energia}{Time\tempos de Área} = \frac{dW}{dt\ A} = \frac{\epsilon_{0}ACE^{2}\ dt}{dt\ A} = \epsilon_{0}C\:E^{2}$$

Desde

$$\frac{E}{H} = \sqrt{\frac{\mu_{0}}{\epsilon_{0}}} \ em seguida,\ S= \frac{CB^{2}}{\mu_{0}}$$

Desde

$$C = \frac{E}{H} \ em seguida, \ S = \frac{EB}{\mu_{0}}$$$$= \hat{S} = \frac{1}{\mu_{0}}(\hat{E}\hat{H})$$

Ŝ denota o vetor de Poynting.

a equação acima nos dá a energia por unidade de tempo, por unidade de área em qualquer dado instante de tempo, que é chamado como vetor de Poynting.