포인팅정리

1. 개요

2. 전자계에너지 밀도

3. 포인팅 정리(Poynting thorem)

4. 결론

1. 개요

  - 전자파가 공간을 전파해 나가는 것은 일종의 에너지 이동으로 볼 수 있음

  - 포인팅 벡터는 단위시간당 단위면적을 통과하는 에너지 밀도를 말함

2. 전자계에너지 밀도

 - 일반적으로 유전율이 ε, 투자율이 μ인 매질 중의 전계 및 자계의 세기를 각각 E와 H라고 하면

 - 전계에 축적되는 단위체적당 에너지 We는

- 자계에 축적되는 단위체적당 에너지 Wm은

- 전계와 자계로 구성된 전자파의 단위 체적당 에너지 밀도 W는 다음과 같음

- 평면파의 경우에는 전계와 자계 사이에 다음 관계가 성립

 - 그러므로

3. 포인팅 정리(Poynting thorem)

  - 평면 전자파 속도

  - 위의 속도로 전파할 때 파의 진행 방향에 수직인 단위면적을 단위시간에 통과하는 에너지의 흐름인 포인팅 전력 P는 다음과 같음

  - 평면 전자파에서 E와 H는 수직이므로 위식을 벡터로 표시 가능

  - 포인팅 벡터 P는 단위 면적당의 에너지 크기와 흐르는 방향(전계 E의 방향에서 자계 H의 방향으로 오른나사를 돌릴 때 나사가 진행하는 방향이 됨) 을 나타내고 이와 같은 관계를 포인팅 정리하고 함

4. 결론

  - 포인팅 정리는 단위 시간당 단위 면적을 통과하는 에너지 밀도임

  - 포인팅 정리를 이용하여 안테나가 방출하는 전력량이나 수신전계강도의 이론값등을 계산할 수 있음

 

<참고>

 가. 전자파 속도

나. 파동임피던스

   - 자유공간에서의 전자파 전계와 자계의 비를 자유공간의 파동 임피던스라고 한다

   - 일반 매질인 경우

<출처>

김기남공학원 무선공학 자료