เวกเตอร์ Poynting คืออะไร

เวกเตอร์ Poynting เป็นสมการที่สำคัญในวิชาฟิสิกส์ มันอธิบายปริมาณพลังงานต่อหน่วยพื้นที่ที่ส่งโดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับเวกเตอร์ใด ๆ เวกเตอร์ Poynting มีทั้งขนาดและทิศทาง

สนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นการรวมกันของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก อุปกรณ์ไฟฟ้าใด ๆ ที่เปิดเครื่องจะปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ประกอบด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตทุกวัน ได้แก่ หลอดโทรทัศน์และโทรศัพท์มือถือ

สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยแรงดันไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อผลิตสนามไฟฟ้า แต่จะต้องเสียบปลั๊กเท่านั้นอุปกรณ์จะรับแรงดันไฟฟ้าจากเต้าเสียบเมื่อใดก็ตามที่เสียบปลั๊กและจะสร้างฟิลด์ประเภทนี้ขึ้น

ในทางกลับกันสนามแม่เหล็กจะผลิตได้ก็ต่อเมื่อมีการเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้า เหล่านี้ผลิตโดยกระแสไฟฟ้าไหล เมื่ออุปกรณ์เปิดอยู่กระแสจะเริ่มไหลและสนามแม่เหล็กและไฟฟ้ารวมกันเพื่อก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดเวกเตอร์ Poynting เขียนเป็น S = E x B ตัวแปรทั้งหมดในสมการคือปริมาณเวกเตอร์ตามที่ระบุด้วยตัวอักษรหนา S คือเวกเตอร์พอยน์ติ้ง E คือสนามไฟฟ้าและ B คือสนามแม่เหล็ก

สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กวัดจากความหนาแน่นของพลังงานซึ่งอาจเรียกว่าความเข้ม สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กตั้งฉากซึ่งกันและกันในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าขนาดของพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเพียงขนาดของความหนาแน่นพลังงานของสนามไฟฟ้าคูณด้วยขนาดของความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก

สำหรับการใช้งานจริงสมการพื้นฐานจะต้องถูกหารด้วยค่าคงที่ที่เรียกว่าμ 0 (ออกเสียงว่า "mu naught") ค่าคงที่นี้แสดงถึงการซึมผ่านของพื้นที่ว่าง มีค่าเท่ากับ 1.2566 x 10 -6 Webers ต่อแอมแปร์ต่อเมตร บางหน่วยที่เทียบเท่าก็ใช้เช่นกัน: นิวตันต่อตารางแอมแปร์หรือเฮนรี่ต่อเมตร

ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีมักใช้ระบบเมตริกทางเลือกที่เรียกว่า cgs ซึ่งหมายความว่ามันใช้รูปแบบของเวกเตอร์ Poynting อีกรูปแบบหนึ่ง ระบบ cgs มีหน่วยมาตรฐานของหน่วยเซนติเมตร, กรัมและวินาทีแทนที่จะเป็นหน่วยมาตรฐานของหน่วยเมตร, กิโลกรัมและวินาที เวกเตอร์ Poynting สำหรับฟิสิกส์เชิงทฤษฎีถูกเขียนเป็น S = (c / 4π) * E x B โดยที่ c หมายถึงความเร็วแสง