
【化】 radiation power
辐射功率(Radiated Power)是指电磁波源在单位时间内向空间辐射的总能量,是描述电磁辐射强度的重要物理量。其核心概念如下:
能量传递度量
辐射功率量化了电磁能量从源向自由空间的传输速率。例如,通信基站天线的辐射功率越高,信号覆盖范围通常越广。
计算公式:
$$ P{text{rad}} = frac{1}{2} int{S} mathbf{E} times mathbf{H}^* cdot dmathbf{S} $$
其中 (mathbf{E}) 和 (mathbf{H}) 分别为电场和磁场强度,积分域为包围辐射源的闭合曲面。
与辐射效率的关系
实际系统中,辐射功率 (P{text{rad}}) 与输入功率 (P{text{in}}) 之比称为辐射效率((eta{text{rad}})):
$$ eta{text{rad}} = frac{P{text{rad}}}{P{text{in}}} times 100% $$
该参数是评估天线性能的关键指标。
IEEE Std 145-2013《天线术语标准》明确辐射功率为“天线辐射的总实功率”。
ITU-R SM.329-14规范对杂散辐射功率的限制要求。
GB/T 4365-2003《电磁兼容术语》定义辐射功率相关术语。
注:引用来源涵盖国际标准组织(IEEE、ITU)、国家标准(GB)及工程应用指南,确保术语解释的权威性与准确性。公式推导依据经典电磁理论教材(如《电磁场与电磁波》David K. Cheng著)。
辐射功率是描述物体以电磁波形式发射或传递能量的重要物理量,其核心定义和计算方法如下:
1. 基本定义 辐射功率(Radiant Power)指单位时间内通过某一面积或由物体表面发射的总辐射能量,单位为瓦特(W)。它也被称为辐射通量,数学表达式为: $$ Phi = frac{dQ}{dt} $$ 其中,( Q ) 为辐射能,( t ) 为时间。该概念适用于所有电磁波(如红外线、可见光、紫外线等)。
2. 相关概念区分
3. 计算公式
一般情况:若已知辐射强度 ( I )(单位:W/m²)和辐射源表面积 ( A ),则总辐射功率为: $$ P = I times A $$
黑体辐射:根据斯特藩-玻尔兹曼定律,黑体的辐射功率与温度 ( T ) 的四次方成正比: $$ P = sigma A T $$ 其中,( sigma = 5.67 times 10^{-8} , text{W/(m} cdot text{K}text{)} ),( A ) 为表面积。
4. 应用领域
扩展说明
辐射功率的测量通常通过等效电功率置换法实现。需注意,非黑体物体的实际辐射功率需结合发射率修正公式。
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