The field picture near the wires with current (Картина поля вблизи провода с током)

Э то общая картина, которая соответствует линии электропередачи с произвольной нагрузкой. Из-за наличия небольшой тангенциальной составляющей вектора напряженности электрического поля на поверхности проводника с током результирующий вектор напряженности электрического поля E не перпендикулярен поверхности проводника. Это приводит к появлению нормальной составляющей вектора Пойнтинга на поверхности проводника. Следовательно часть передаваемой энергии поглощается внутри проводов линии передачи.

Есть два провода, которые передают ток к нагрузке и от нагрузки. Конечно, между этими двумя проводами должно быть напряжение, поэтому это линия, которая показывает электрическое поле в пространстве вокруг этих проводов. Нормальная составляющая электрического поля соответствует напряжению между проводами, которое является напряжением, как если бы две линии образовывали конденсатор. Но также существует горизонтальная составляющая, которая соответствует Закону Ома, в таком случае вектор Пойнтинга будет проходить непосредственно внутри провода, частично энергия преобразуется от источника к нагрузке, а горизонтальная часть вектора Пойнтинга просто иллюстрирует эту энергию, преобразованную из источник к нагрузке. Но небольшая вертикальная составляющая вектора Пойнтинга иллюстрирует мощность, которая рассеивается в неидеальных проводах. Если провода идеальны, то не должно быть компонента вектора Пойнтинга, которая войдет внутрь провода. Все эти S-векторы будут параллельны поверхности провода. H здесь в любом случае индуцируется током внутри провода, а H-поле, магнитное поле, циркулирует вокруг проводов, H-вектор не имеет компонента, который направлен от источника питания к нагрузке, этот вектор всегда нормален к нашей поверхности.

25. Energy flows in static electric and magnetic fields (Поток энергии в статических электрических и магнитных полях).

М ы можем создать систему, в которой и электрическое, и магнитное поля постоянны и одинаковы, они нормальны друг к другу. Формально вектор Пойнтинга также может быть применен к статическим электрическим и магнитным полям. В качестве примера мы можем рассмотреть цилиндрический конденсатор в однородном магнитном поле.

Эти две пунктирные области (dashed areas) являются полюсами магнита. Итак, это магнит и магнитное поле, которые показаны здесь в виде вертикальных линий. Магнитное поле однородно, везде имеет одинаковый объем, величину и имеет только одну составляющую – вертикальную. Теперь электрическое поле, есть цилиндрический конденсатор, центральный электрод заряжен, и этот внешний электрод заряжен тем же зарядом, но другим потенциалом. Вот почему существует разность потенциалов между центральным электродом и внешним электродом. В таком случае будет индуцироваться электрическое поле, и мы будем считать, что это E (электрическое поле) имеет только горизонтальное направление. Теперь электрическое и магнитное поля в каждой точке внутри конденсатора будут нормально направлены, направление между ними будет равно 90°. Прежде чем мы увидели, что электрическое и магнитное поля имеют такие направления, они создают вектор Пойнтинга (вектор потока энергии). Если мы будем формально использовать это предположение, чем мы можем сказать – должен быть поток энергии, и мы могли бы рассчитать этот поток энергии, используя формальные правила

(Что показывает эта формула? Это цилиндрический конденсатор, в цилиндрическом конденсаторе электрическое поле зависит от радиуса, пропорционального радиусу). Это всего лишь выражение, которое соответствует электрическому полю, оно обратно пропорционально радиусу, если мы будем двигаться от центрального провода, мы увидим, что электрическое поле будет все меньше и меньше. Вот форма r (радиус) в квадрате r, это делается для того, чтобы наклонить это векторное произведение. Тем не менее интересно, что мы выяснили, что будет поток энергии, который заключает в скобки не только величину, но и для понимания того, каким будет направление потока энергии. Этот вектор Пойнтинга должен быть нормальным к H-вектору и радиусу, если мы посмотрим на систему с другого направления (с верхней части), мы увидим, что этот поток энергии будет циркулировать вокруг центрального электрода в пространстве конденсатора.