Вопросы к экзамену+ответы(шпоры). Р-РС-ЭП 2 курс, 2 семестр Рябов Н.И. / Ответы / Новая папка / 45

45. Передача энергии в прроводнике с током.

Рис. 25. Возможные напрравления вектора Пойнтинга при увеличении энергии в объёме V. В проводнике с током (рис. 25) вектор напряжённости магниитного поля к его

поверхности, вектор напр яжённости электрического поля E имеет нормальную En и

тангенциальную Etg составляющие, причём последняя направлена так же, как ток.

Поэтому вектор Пойнтинга у поверхности имеет вид:

Π = E × H = Π1 + Π2 = (En × H ) + (Etg × H ) .

Первое слагаемое вектора Пойнтинга Π1 = (En × H ) направлено вдоль проводника и определяет энергию перреносимую вдоль проводника. Второе слаггаемое Π2 = (Etg × H )

направлено вглубь проводника, на постоянном токе это энергия, переходящая в тепло. Т.о. энергия, переносимая вдоль проводника определяется нормальной составляющей вектора

напряжённости электрического поля E , а энергия, входящая в проводник (потери) определяется тангенциальной составляющей.

Рис. 26. Поле на поверхности проводника с током.

Рис. 27. Движение энергии внутри проводника с током.

Рассчитаем поток энергии, входящей в проводник на участке длиной l. Проводник имеет форму цилиндра с радиусом a и по нему течёт ток I. На рис. 27. показано направление векторов Etg , H , Π2 у поверхности проводника. Т.к. Etg и H

перпендикулярны друг к другу, касательны к поверхности проводника и одинаковы во всех точках проводящей поверхности, то поток мощности внутрь проводника равен:

где: S - поверхность проводника, j - плотность тока в проводнике. Тогда:

Поток электромагнитной энергии равен количеству тепла, выделенному по закону Джоуля

– Ленца.