O fluxo total do vetor de Poynting através de uma superfície fechada fornece a potência eletromagnética gasta ou produzida na região,
. Verifique o significado físico quando este fluxo total fornece (a) um valor negativo, (b) um valor positivo e (c) um valor nulo.
Passo 1
O enunciado fala do teorema de Poynting, segundo o qual a potência eletromagnética que sai de uma região fechada é
onde
é o vetor de Poynting e
aponta para fora da superfície. Vamos interpretar fisicamente o significado de
,
e
.
Passo 2
Quando
, o fluxo total é negativo. Isso significa que o vetor de Poynting aponta preferencialmente para dentro da região, ou seja, há energia eletromagnética entrando. Fisicamente, a região está absorvendo ou consumindo energia das ondas eletromagnéticas que chegam de fora (pode haver dissipação em resistores, perdas em dielétricos etc.).
Passo 3
Quando
, o fluxo total é positivo. Nesse caso, o vetor de Poynting aponta para fora em média, indicando que a região está gerando ou emitindo energia eletromagnética para o exterior. Exemplos típicos são antenas ou fontes internas que irradiam energia.
Passo 4
Quando
, não há fluxo líquido de energia eletromagnética através da superfície. Fisicamente isso ocorre em estado estacionário perfeitamente balanceado (o que entra é igual ao que sai) ou quando não há campos variáveis dentro da região (nenhuma emissão nem absorção líquida).
Resposta
(a)
: há entrada líquida de energia eletromagnética; a região absorve ou dissipa energia.
(b) : há saída líquida de energia eletromagnética; a região gera ou emite energia.
(c) : não há troca líquida de energia; estado estacionário ou sem emissão/absorção líquida.
(b)
(c)