Il vettore di Poynting è un’equazione importante in fisica. Descrive la quantità di energia per unità di area fornita da un campo elettromagnetico. Come ogni vettore, il vettore di Poynting ha sia grandezza che direzione.
I campi elettromagnetici sono una combinazione di campi elettrici e magnetici. Qualsiasi dispositivo elettrico acceso emette le onde elettromagnetiche che compongono i campi elettromagnetici. Esempi quotidiani di dispositivi che producono questi campi includono lampade, televisori e telefoni cellulari.
I campi elettrici sono prodotti da tensioni elettriche. Un dispositivo elettrico non deve essere acceso per produrre un campo elettrico, deve solo essere collegato. Il dispositivo riceve tensione da una presa ogni volta che è collegato e questo produce questo tipo di campo.
I campi magnetici, invece, vengono prodotti solo quando un dispositivo elettrico è acceso. Questi sono prodotti dal flusso di corrente elettrica. Quando un dispositivo è acceso, la corrente inizia a fluire e i campi magnetico ed elettrico si combinano per formare un campo elettromagnetico.
Nella sua forma più semplice, il vettore di Poynting è scritto come S = E x B. Tutte le variabili nell’equazione sono quantità vettoriali, come indicato dal carattere in grassetto. La S è il vettore di Poynting, la E è il campo elettrico e la B è il campo magnetico.
I campi elettrici e magnetici sono misurati in termini di densità di energia, che può anche essere definita intensità. I campi elettrico e magnetico sono perpendicolari tra loro in un’onda elettromagnetica. Ciò significa che la grandezza dell’energia del campo elettromagnetico è semplicemente la grandezza della densità di energia del campo elettrico, moltiplicata per la grandezza della densità del campo magnetico.
Per applicazioni pratiche, l’equazione di base deve spesso essere divisa per una costante chiamata μ0 (pronunciata “mu naught”). Questa costante rappresenta la permeabilità dello spazio libero. È pari a 1.2566 x 10-6 Weber per Ampere per metro. Talvolta vengono utilizzate anche altre unità equivalenti: Newton per Ampere quadrato o Henries per metro.
La fisica teorica usa comunemente un sistema metrico alternativo chiamato cgs, il che significa che applica un’altra forma del vettore di Poynting. Il sistema cgs ha unità standard di centimetri, grammi e secondi, invece delle unità standard del sistema metrico SI di metri, chilogrammi e secondi. Il vettore di Poynting per la fisica teorica si scrive S = (c/4π)*E x B, dove c sta per la velocità della luce.