天线辐射电磁能以发送或接收信息。因此，术语“能量和功率”与这些电磁波相关联，我们必须对其进行讨论。电磁波具有电场和磁场。

在任何时刻都可以考虑波浪，可以在两个向量中查看。下图显示了电磁波中的电场和磁场分量。

电波垂直于EM波的传播存在，而电磁波则水平放置。两个场彼此成直角。

Poynting矢量

坡印廷矢量描述了在任何给定的时刻，每单位面积每单位时间的EM波的能量。约翰·亨利·波因廷(John Henry Poynting)于1884年首次推导了这种媒介，因此以他命名。

定义-“坡印廷矢量给出了每单位面积的能量传递速率”

要么

“波因廷矢量给出了每单位面积每单位时间波所携带的能量。”

Poynting向量由Ŝ表示。

单位

Poynting向量的SI单位为W / m ² 。

数学表达

用于描述与电磁波相关的功率的量是瞬时Poynting向量，其定义为

$$ \ hat {S} = \ hat {E} \ times \ hat {H} $$

哪里

• $ \ hat {S} $是瞬时坡印廷矢量(W / m ² ) 。

• $ \ hat {E} $是瞬时电场强度(V / m) 。

• $ \ hat {H} $是瞬时磁场强度(A / m) 。

这里要注意的重要一点是，在EM波中E的大小大于H。但是，它们两者都贡献相同的能量。 Ŝ是向量，具有方向和大小。 Ŝ的方向与波的速度相同。其大小取决于E和H。

Poynting向量的推导

要对Poynting向量有一个清晰的概念，让我们逐步介绍一下此Poynting向量的推导。

让我们想象一个EM波通过一个垂直于X轴传播的区域(A)。穿过A时，在无限的时间(dt)中，波传播了一段距离(dx)。

$$ dx = C \ dt $$

哪里

$$ C =光的速度\ = 3 \乘以10 ^ {8} m / s $$ $$体积，dv = Adx = AC \ dt $$ $$ d \ mu = \ mu \ dv =(\ epsilon_ {0} E ^ {2})(AC \ dt)$$ $$ = \ epsilon_ {0} AC \ E ^ {2} \ dt $$

因此，每单位面积(A)的时间(dt)传递的能量为-

$$ S = \ frac {能量} {时间\时间区域} = \ frac {dW} {dt \ A} = \ frac {\ epsilon_ {0} ACE ^ {2} \ dt} {dt \ A} = \ epsilon_ {0} C \：E ^ {2} $$

以来

$$ \ frac {E} {H} = \ sqrt {\ frac {\ mu_ {0}} {\ epsilon_ {0}}} \ then \ S = \ frac {CB ^ {2}} {\ mu_ {0 }} $$

以来

$$ C = \ frac {E} {H} \然后\ S = \ frac {EB} {\ mu_ {0}} $$ $$ = \ hat {S} = \ frac {1} {\ mu_ {0 }}(\ hat {E} \ hat {H})$$

Ŝ表示坡印廷矢量。

上面的等式为我们提供了在任何给定时刻的每单位时间，每单位面积的能量，这被称为Poynting向量。