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Théorème de Poynting

Posté par
TheBartov
17-05-14 à 22:12

Bonjour,

j'aurais une question en électromagnétisme, le théorème de Poynting qui se note :

 div \vec{\Pi} + \frac{d}{d t}U_{EB} + P =0

J'arrive à faire tous les calculs (déterminer UEB, , et P), mais la signification précise au niveau du signe m'échappe. Lorsque l'on calcule, par exemple, le vecteur de Poynting lors de la décharge d'une bobine, il faut bien avoir orienté à l'extérieur de la bobine, et Edissipée=Pdiss dt <0 donc il faut div dS <0; mais .dS >0. Avez vous une explication simple ? Merci d'avance !

Posté par
magisterien
re : Théorème de Poynting 17-05-14 à 23:13



Il y a un principe fondamental en physique qui est le principe de conservation de l'énergie. Mais il y a plusieurs facon de conserver l'énergie.

Par exemple, si de l'énergie électromagnetique est détruite en un point A quelconque de l'espace, alors la conservation de l'énergie demande que cette quantité doit réapparaître instantanément à un autre point B quelconque de l'univers. C'est un exemple possible de conservation, qui est globale. En revanche, puisque la notion d'instantané est un concept relatif, la conservation de l'énergie dépendra de l'observateur (problème de simultanéité des deux évènements). Donc pour satisfaire la relativité, l'énergie ne peut être conservée globalement mais localement. La quantité d'énergie qui disparait dans le volume infinitésimal centré en A doit "s'écouler" et passer à travers la surface de ce volume à la vitesse de lumière (si on est dans le vide).
Mathématiquement, c'est ce que dit le théorème de Poynting sous forme différentielle. La variation de l'énergie dans un volume infinitésimale est égale à l'opposé du flux d'énergie sortant de ce volume. (la décroissance de u, implique une variation négative de u, qui vaut bien l'opposé de l'énergie perdue). Maintenant en presence de charges dans ce volume, la variation d'énergie n'est pas seulement dûe au flux sortant mais aussi à l'énergie perdue dissipée par les charges pendant le temps dt.

Posté par
TheBartov
re : Théorème de Poynting 18-05-14 à 10:13

Bonjour,

Merci de votre réponse, tout d'abord.

Donc, si je comprends bien, U_{EB} donne l'énergie du système (i.e. \frac{dU_{EB}}{dt} donne sa variation au cours du temps) ; \vec{\Pi} nous dit vers où part (ou de où vient) cette énergie ; et P=\vec{j}\cdot \vec{E} donne la puissance reçus (>0) ou dissipée (<0) du système.

Est-ce bien cela ?

Posté par
magisterien
re : Théorème de Poynting 18-05-14 à 13:00

Oui. C'est en effet un équation bilan de la conservation de l'énergie. U est la densité volumique d'énergie autrement l'énergie contenu d'un volume infinitésimale du système. Et sa variation au cours du temps est en effet dictée par le flux qui en sort, si l'énergie dans ce volume varie au cours du temps (exemple: propagation d'une onde), et si on est en présence de charges, celle-ci peuvent soit ajoutées de l'énergie localement ou en prélever au champ .

Posté par
TheBartov
re : Théorème de Poynting 18-05-14 à 14:54

Merci beaucoup !



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