- Робота електричного поля по переміщенню заряду
- Потужність електричного струму в ланцюзі
- Енергія електричного і магнітного полів
- Потоки енергії електромагнітного поля
Енергія електромагнітного поля - енергія , Укладена в електромагнітному полі . [Джерело? ] Сюди ж відносяться окремі випадки чистого електричного і чистого магнітного поля .
Робота електричного поля по переміщенню заряду
поняття роботи
електричного поля
по переміщенню заряду
вводиться в повній відповідності з визначенням механічної роботи:

де
- різниця потенціалів (Також вживається термін напруга ).
У багатьох задачах розглядається безперервний перенесення заряду протягом деякого часу між точками із заданою різницею потенціалів
, В такому випадку формулу для роботи слід переписати таким чином:

де
- сила струму .
Потужність електричного струму в ланцюзі
потужність
електричного струму для ділянки кола визначається звичайним чином, як похідна від роботи
за часом, тобто виразом:

Це найбільш загальне вираження для потужності в електричному ланцюзі.
З урахуванням закону Ома

електричну потужність, що виділяється на опорі
, Можна висловити як через струм

,
так і через напруга :

Відповідно, робота (виділилася теплота ) Є інтегралом потужності за часом:

Енергія електричного і магнітного полів
Для електричного і магнітного полів їх енергія пропорційна квадрату напруженості поля. Строго кажучи, термін «енергія електромагнітного поля» є не цілком коректним. Обчислення повної енергії електричного поля навіть одного електрона приводить до значення, рівного нескінченності, оскільки відповідний інтеграл (див. Нижче) розходиться. Нескінченна енергія поля цілком кінцевого електрона складає одну з теоретичних проблем класичної електродинаміки. Замість нього у фізиці зазвичай використовують поняття щільності енергії електромагнітного поля (в певній точці простору). Загальна енергія поля дорівнює інтегралу густини енергії по всьому простору.
щільність енергії електромагнітного поля є сумою густин енергій електричного і магнітного полів.
В системі СІ :

У вакуумі (а також в речовині при розгляді мікрополів):

де E - напруженість електричного поля , B - магнітна індукція , D - електрична індукція , H - напруженість магнітного поля , З - швидкість світла ,
- електрична постійна і
- магнітна постійна. Іноді для констант
і
- використовують терміни діелектрична проникність і магнітна проникність вакууму, - які є вкрай невдалими, і зараз майже не вживаються.
Потоки енергії електромагнітного поля
Для електромагнітної хвилі щільність потоку енергії визначається вектором Пойнтінга S (в російській науковій традиції - вектор Умова - Пойнтінга).
В системі СІ вектор Пойнтінга дорівнює
(Векторному добутку напруженостей електричного і магнітного полів) і спрямований перпендикулярно векторах E і H. Це природним чином узгоджується з властивістю поперечности електромагнітних хвиль.
Разом з тим, формула для густини потоку енергії може бути узагальнена для випадку стаціонарних електричних і магнітних полів і має той же вигляд:
.
Факт існування потоків енергії в постійних електричних і магнітних полях може виглядати дивно, але не призводить до будь-яких парадоксів; більш того, такі потоки виявляються в експерименті.