Quel est le vecteur de Poynting?
Le vecteur de Poynting est une équation importante en physique. Il décrit la quantité d'énergie par unité de surface délivrée par un champ électromagnétique. Comme tout vecteur, le vecteur de Poynting a à la fois une magnitude et une direction.
Les champs électromagnétiques sont une combinaison de champs électriques et magnétiques. Tout appareil électrique sous tension émet les ondes électromagnétiques qui composent les champs électromagnétiques. Parmi les exemples courants d'appareils produisant ces champs, citons les lampes, les téléviseurs et les téléphones cellulaires.
Les champs électriques sont produits par des tensions électriques. Un appareil électrique n'a pas besoin d'être allumé pour produire un champ électrique, il suffit de le brancher. L'appareil est alimenté en tension par une prise de courant lorsqu'il est branché, ce qui produit ce type de champ.
Les champs magnétiques, en revanche, ne sont produits que lorsqu'un appareil électrique est allumé. Celles-ci sont produites par un courant électrique qui coule. Lorsqu'un appareil est allumé, le courant commence à circuler et les champs magnétiques et électriques se combinent pour former un champ électromagnétique.
Dans sa forme la plus simple, le vecteur de Poynting est écrit sous la forme S = E x B. Toutes les variables de l'équation sont des quantités vectorielles, comme indiqué par la police en gras. Le S est le vecteur de Poynting, le E est le champ électrique et le B est le champ magnétique.
Les champs électriques et magnétiques sont mesurés en fonction de leur densité d'énergie, que l'on peut également appeler intensité. Les champs électriques et magnétiques sont perpendiculaires entre eux dans une onde électromagnétique. Cela signifie que la magnitude de l'énergie du champ électromagnétique est simplement la magnitude de la densité d'énergie du champ électrique, multipliée par la magnitude de la densité du champ magnétique.
Pour des applications pratiques, l'équation de base doit souvent être divisée par une constante appelée μ 0 (prononcé "mu naught"). Cette constante représente la perméabilité de l'espace libre. Il est égal à 1,2566 x 10 -6 Webers par ampère par mètre. Quelques autres unités équivalentes sont également parfois utilisées: Newtons par ampère carré ou Henries par mètre.
La physique théorique utilise couramment un système métrique alternatif appelé cgs, ce qui signifie qu'il applique encore une autre forme du vecteur de Poynting. Le système cgs a des unités standard de centimètres, grammes et secondes, au lieu des unités standard du système métrique SI, en mètres, kilogrammes et secondes. Le vecteur de Poynting pour la physique théorique s’écrit S = (c / 4π) * E x B , où c représente la vitesse de la lumière.