energia transportada por ondas electromagneticas
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ENERGIA TRANSPORTADA POR ONDAS ELECTROMAGNETICAS. Por: Juan Carlos Hincapié Restrepo. Preliminares. Momentun Fuerza Presión Energía Potencia Intensidad Densidad de energía. Ondas Electromagnéticas. Pulso Senosoidal. Campo Eléctrico generado por una fuente alternada en el tiempo. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Por:
Juan Carlos Hincapié Restrepo
ENERGIA TRANSPORTADA POR ONDAS
ELECTROMAGNETICAS
Preliminares
MomentunFuerzaPresiónEnergíaPotenciaIntensidadDensidad de energía
Impulso
Potencia
Pr
Pr
I p Fdt
UP
tIntensidad
PotenciaI
Areaesión
Fuerza
Area
Jmadrigal2
Ondas Electromagnéticas
Pulso Senosoidal
0ˆ, cosz zE x t E kx ct k
Jmadrigal3
Campo Eléctrico generado por una fuente alternada en el tiempo
Ondas Electromagnéticas.
Pulso Senosoidal
0 ˆ, coszy
EB x t kx ct j
C
0ˆ, cosz zE x t E kx ct k
Jmadrigal4
Constituido por los vectores de campoEléctrico y Magnético que viajan en direccionesmutuamente perpendiculares a la dirección de
propagación
0
E BS
Ondas Electromagnéticas
Pulso Senosoidal
0 ˆ, coszy
EB x t kx ct j
C
0ˆ, cosz zE x t E kx ct k
Jmadrigal5
Constituido por los vectores de campoEléctrico y Magnético que viajan en direccionesmutuamente perpendiculares a la dirección de
propagación
Densidad de Energía Eléctrica
2
0
2
0
0
2
0
0
20
Energía Almacenada en un Capacitor Eléctrico
2
Q
2
2
2E
QU
CA
con C para capacitor de placas paralelasd
dU
A
con Q AE
AE dU
A
V Ad
Energía Eléctrica por unidad de volumen
EU
V
Jmadrigal6
Densidad de Energía Magnética
2
0
20
2 20
2
0
Energía Almacenada en un Inductor
Magnético
2
2
;2 2
2
2
I
B
IU L idi L
N Acon L
r
N A IU
rContenida en un volumen
V rA
Densidad de Energia Magnetica
U B
V
Jmadrigal7
Densidad de Energía
20
Densidad de Energía Eléctrica
2E
E
2
0
Densidad de Energía Magnética
2E
B
Jmadrigal8
2 20
0
2 2
E B
Densidad de Energía Electromagnética
E B
2 20
0
22
00
con
2 2
2 2
E B
B E
Ec
B
E B
BE
2 20
0
2 2
E B
Densidad de Energía Electromágnetica
E B
Densidad de Energía
9Jmadrigal
Representación de líneas de campo eléctrico en el vecindario de una dipolo
Densidad de Energía
22
00
20
2
0
Densidad de Energía Electromágnetica
BE
Energía Electromágnetica
U V
con V Ac t
U Ac t E Ac t
BU V Ac t Ac t
Jmadrigal10
Energía de la Onda Electromagnética
Jmadrigal11
20
2
0
2 2
2 2
E B
E B
E B
E B
Energìa de la onda Electomagnçetica
U U U
Econ c
B
U U
U U U
U U U
U E Ac t
BU Ac t
2 20 0
00 0
0
1
Vector de Pointing
Flujo de Energìa por unidad Area
y por unidad de tiempo
AcdtS c
AdtEB
S c E E
E BS
Energía de la Onda
Electromagnética
12Jmadrigal
Flujo de Energìa de la onda Electomagnética
dUdV
dU dV Acdt
0
max
max
max max
0
2 2 2max max max
0 0
max maxmax
0
Vector de Pointing
ˆcon , cos
ˆ, cos
ˆˆcos cos
cos cosˆˆ
2
Las ondas electromagnéticas transp
z
y
E BS
E x t E kx ct k
Ey B x t kx ct j
C
E kx ct j B kx ct kS
E B kx ct E kx ctS j k i
c
E BS
ortan energía
Energía de la Onda Electromagnética
13Jmadrigal
Energía de la Onda Electromagnética
Potencia
Presion de Radiación
Pr
U F dsP F c
dt dt
IA F c
SF I
A c c
20
2 20 2 0
0
Potencia
2
U AcdtP E Ac
dt dt
E AcAc c EPotenciaI c E
Area A AI S
Impulso
momento y presion de radiacion
p Fdt
AIcon F
cAI
p dtc
Ucon I
AdtU
pc
Jmadrigal14
Energía de la Onda Electromagnética
Las ondas EB transportan momento
Impulso p Fdt
AIcon F
cAI
p dtc
Ucon I
AdtU
pc
15
Ejercicio propuesto
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El campo eléctrico de una onda electromagnética que sepropaga por el aire viene dado por:
Determina:(a) el sentido de propagación de la onda,(b) su longitud de onda,(c) la expresión del campo magnético correspondiente,(d) la energía por unidad de tiempo y unidad de área quetransporta.