Poynting-Vektor, Richtung des E-Feldes

kati · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 20

Ich habe folgendes Problem:

Für den Poynting-Vektor gilt ja

.

Nun haben wir im Skript einen vertikalen Leiter, der technische Strom fließt von oben nach unten. Das Magnetfeld wirkt dann in konzentrischen Kreisen um den Leiter herum (mit rechter-Hand-Regel). Aber das E-Feld ist in Richtung des Stromflusses eingezeichnet grübelnd

Müßte das E-Feld nicht radial vom Leiter wegzeigen?

Der Poynting-Vektor zeigt in unserem Beispiel dann auf den Leiter. Warum ist das denn so?

Lg,
Kati

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Hallo!

Ich kenne mich zwar mit dem E-Dyn.-Zeugs auch nicht mehr aus...

Normalerweise fließt ein Strom in einem solchen Leiter erst, wenn zwischen seinen Enden eine Spannung anliegt, also eine Potentialdifferenz besteht, also ein Feld entlang des Leiters besteht, der die Elektronen entgegen des Leitungswiderstandes in eine bestimmte Richtung bewegt. Das E-Feld würde nur vom Leiter weg zeigen, bzw. zu im hin, wenn der Leiter als ganzes geladen wäre, was er ja aber nicht unbedingt sein muss.

Wenn Du E-Feld und B-Feld kennst, kannst Du ja einfach direkt in die Definition einsetzen und bekommst S raus. Ich glaube, dass das in diesem Bsp. dann keine tiefere Bedeutung hat... Aber vielleicht weiß da jemand anderes noch mehr dazu. Wink

Gruß
Marco

kati · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 20

Hallo,

ach stimmt ja - ich hatte im Kopf den geladenen Leiter im statischen Fall. Aber wie komme ich denn an das E-Feld im dynamischen Fall?

Außerdem geistert mir noch so eine Frage im Kopf herum, und zwar "woher kommt der Poynting-Vektor"? Aus dem Unendlichen ist schonmal falsch. Was würdet ihr denn darauf antworten?

Lg,
Kati

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo Kati.

Es ist in der Tat so wie as_string es formuliert hat. Das E-Feld, das hier betrachtet wird, treibt die Elektronen durch den Leiter. Die Richtung des E-Feldes ist dabei natürlich entgegengesetzt der Elektronenrichtung. Durch die Bewegung der Ladung entsteht ein Magnetfeld, das konzentrisch um den Leiter verläuft. Die Richtung des B-Feldes erhält man durch die "Rechte-Hand-Regel". Soweit noch alles trivial. Wenn man jetzt die Richtung des Poynting-Vektors ermittelt, stellt man fest, daß der Vektor senkrecht auf der Leiteroberfläche steht und in den Leiter hinein zeigt!

Was bedeutet das jetzt? Der Poynting-Vektor sagt doch etwas über den Energietransport aus, der im elektromagnetischen Feld stattfindet. Das heißt, daß aus der Sicht des Poynting-Vektors Energie aus dem Raum in den Leiter hineintransportiert wird. Man kann diese Energie dann tatsächlich als die durch den elektrischen Widerstand entstehende Wärme interpretieren. Der Poynting-Vektor hat in hier also doch eine tiefere Bedeutung.

Hilft das weiter?

kati · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 20

Hallo,

vielen Dank magneto42 und as_string! Das hat alle meine Frage beantwortet smile