
【化】 radiation power
輻射功率(Radiated Power)是指電磁波源在單位時間内向空間輻射的總能量,是描述電磁輻射強度的重要物理量。其核心概念如下:
能量傳遞度量
輻射功率量化了電磁能量從源向自由空間的傳輸速率。例如,通信基站天線的輻射功率越高,信號覆蓋範圍通常越廣。
計算公式:
$$ P{text{rad}} = frac{1}{2} int{S} mathbf{E} times mathbf{H}^* cdot dmathbf{S} $$
其中 (mathbf{E}) 和 (mathbf{H}) 分别為電場和磁場強度,積分域為包圍輻射源的閉合曲面。
與輻射效率的關系
實際系統中,輻射功率 (P{text{rad}}) 與輸入功率 (P{text{in}}) 之比稱為輻射效率((eta{text{rad}})):
$$ eta{text{rad}} = frac{P{text{rad}}}{P{text{in}}} times 100% $$
該參數是評估天線性能的關鍵指标。
IEEE Std 145-2013《天線術語标準》明确輻射功率為“天線輻射的總實功率”。
ITU-R SM.329-14規範對雜散輻射功率的限制要求。
GB/T 4365-2003《電磁兼容術語》定義輻射功率相關術語。
注:引用來源涵蓋國際标準組織(IEEE、ITU)、國家标準(GB)及工程應用指南,确保術語解釋的權威性與準确性。公式推導依據經典電磁理論教材(如《電磁場與電磁波》David K. Cheng著)。
輻射功率是描述物體以電磁波形式發射或傳遞能量的重要物理量,其核心定義和計算方法如下:
1. 基本定義 輻射功率(Radiant Power)指單位時間内通過某一面積或由物體表面發射的總輻射能量,單位為瓦特(W)。它也被稱為輻射通量,數學表達式為: $$ Phi = frac{dQ}{dt} $$ 其中,( Q ) 為輻射能,( t ) 為時間。該概念適用于所有電磁波(如紅外線、可見光、紫外線等)。
2. 相關概念區分
3. 計算公式
一般情況:若已知輻射強度 ( I )(單位:W/m²)和輻射源表面積 ( A ),則總輻射功率為: $$ P = I times A $$
黑體輻射:根據斯特藩-玻爾茲曼定律,黑體的輻射功率與溫度 ( 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 ) 為表面積。
4. 應用領域
擴展說明
輻射功率的測量通常通過等效電功率置換法實現。需注意,非黑體物體的實際輻射功率需結合發射率修正公式。
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