导线中的电能是如何传输的？

电能就是电流，电流就是电子的定向移动就形成电流。

很详细的电线知识

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旅长大人：对你真是无语。

不好意思，我觉得你文不对题，你分析的电容是如何传递高频电流的。而不是导线如何传递电能的。导线如何传递电能以电流的形式传输，离开了电压，讲导线传递了多少电能是没有意义的。

Poynting矢量，这是我对“电”学习理解的终点。

好帖

又看了一遍，感受很多。

1）刚好身边有人画高频板子，那像2GHz的PCB布线，是不是就要考虑线路阻抗，用HWM总结的公式来计算阻抗；2）poynting方程难道是电路领域的九阴真经？不过像我等本身功力比较低如果强行修炼是否会走火入魔？看来还是先练好花拳绣腿（运放、三极管的各种电路，电源的拓扑，常用数字逻辑电路），然后再逐步加深理论（阻抗分析、频域分析、时域分析），然后到（电场、磁场基本分析，波特图、幅频域），然后就该Maxwell方程了。

　　“poynting方程难道是电路领域的九阴真经?”

　　不是poynting方程，是poynting矢量，即能流密度矢量。

　　说不上是电路领域的九阴真经。

　　电路么，还是从欧姆定律戴文宁定理开始，然后交流电路……只要时时像HWM这样把“路”和“场”联系起来就好。

深奥，未能理解

　　还是有些学术化了 再科普再通俗就好了

　　比如电导率，磁导率，趋肤效应，坡印亭矢量，TEM，波导，特征阻抗

　　.....都是直接的跳跃式引用，如果对这些概念清楚的人对电能如何传输也很清楚吧。

　　差不多是这样传播的吧：

　　对于直流低频电能量，能量主要集中在导线中，即导线的能量密度高，(电流大)，一般功率用的电能量都用直流或低频。

　　对于高频电能量，有相当多的是分布在空间中，对于传输线，一般在导线间，对于天线则在导线外更大的空间。对于特别高频率的能量，导线中的能量很少，导线只相当于波导，差不多是起能量的反射面的作用，想想光在管子中的传输。

　　不对。

　　就算是直流，能量也还是从空间走，基本没导线什么事。导线在此同样还是起着引导电磁场的作用。由于实际导线非理性或超导，会有一定的能量“渗入”导体，而如此便形成一定量的损耗。由此可见，导体内并非传递能量，反之却是在损耗能量。

　　说得是，导线(或一般的导体)的作用是引导电磁场，能量还是通过电磁场传输。

　　引导电磁场不一定非通过导体不可。目前相当热门的太阳能，广泛使用抛物面反射镜。反射镜和透镜棱镜等等，也是引导电磁场的手段。

　　我电磁场还没空学透。 不过我感觉你的解释有些玄乎。导线也是空间的一部分。电能在哪儿传输无非是能量的在空间的分布问题，能量密度的问题。不同频率的电能量在不同空间的分布应该不同，比如高频信号很容易辐射到更大的空间。这个应该可以对某一空间积分计算其中的能量，到底直流怎么传的，可以算一算，金属导线的电性质更空气不同，分布算算同体积的能量分布就清楚了，我电磁理论不精，你可以算一算。

　　你理论功底很好，不过你的一些问题解释得很玄乎，可能把一些简单的问题强制为理论的、哲学的、高深的问题。不是我喜欢的风格，我喜欢用简单的方法解释看似复杂的问题。

　　“我喜欢用简单的方法解释看似复杂的问题”

　　所谓“路”，就是将“场”的问题简化。

人创造了‘场’的概念，也创造了‘路’的概念，还有其他种种，选择最适合的，我是实用主义。 马克思说‘哲学家只是用不同的方式解释世界,而问题在于改变世界’。我们的目的在于理解和应用，应该选择最合适的方法。

理解“场”，千万别拿马克思列宁来说，那只会引导到错误的歧途上去。

　　关于场和路不妨多说几句：

　　其实原本这个世界就是个场的集合。无论从德布罗意的物质波(一种物质概率场)还是到量子场论(或量子电动力学)，物质都由“场”构成。所谓“粒子”只是场的某种激发态，真空非空，而是场的基态——最低能态。

　　回到电路，实体电路中哪个器件没有形状、哪条导线没有长短。为何到了电路原理图中，那些个有模有样的东西都变成了“无形”的玩意儿了呢?答案就是两字——简化。简化可以使电路的分析变得更为模型化些——集总参数模型。

　　在集总参数电路中，器件是零维的，甚至导线也是“零维”的。故，我们有“电路拓扑”一说。集总参数电路中，有“电流”和“电压”，这是两个非常普通的概念，也是两个最为“深入人心”的概念。这些个概念不仅在集总参数电路中“实际存在”，而且它们还能以无限快的速度传播。这就是我们非常熟悉且根深蒂固的“模型”。

　　事实果真是如此吗?不是。可以明确的一个事实是，所谓的“电压”和“电流”都不是无条件存在的概念。若到了微波范围，除非是TEM导波，电压和电流这两个概念不复存在。如果仔细分析有损的TEM传输线，电流和电压也将失效(除非是理想的无损TEM模传输线)。当然，为了便于分析和处理问题，在射频和微波技术中会引入一些电路的方法和技术(如公度线网络技术)，但这只是按一维理想近似的结果(注意这个世界不是一维的，当然更不可能是零维德)。

　　在这里强调场的概念并不是一味地要求各位都完全采用场方程来分析问题，实际上多数情况下也是不可行的。但是，必须意识到“电路”其本原就是“场”。通常，电路设计只强调原理图的设计过程，而忽视了PCB的设计和系统连接和布局(请个MM画板不在少数)。这根源就在于没把电路视为“场”，根本就不把PCB当回事儿。可以告诉你的是，到了微波领域，电路图的设计根本就是件“小事”，重头戏还在后面呢。也许PCB上能看到的仅是几条导线，但其功能却完全不是通常所能想到的。

　　建议学电的或从事相关行业的人，认真学点“场”(电磁学)。这绝对是对你的“路”有极大的帮助地。

收获不少

一种是广泛意义上的所谓基础模型及在此基础上建立的理论体系，另一种是在条件约束下的具体应用，属于不同的层面，应用的领域也不同。

没太看懂 慢慢看

　　有些不解，请教：

　　其一：按您的理解，即便是直流只是会有一定量的能量渗入导体中。空气介质的电导率和磁导率都比导体小的多啊，电磁波为何喜欢走难走的路呢，仅仅只是会有一部分渗入导体中，而我一直认为是几乎全部“渗入"导体的，不知该怎么理解您的意思;

　　其二：按您的意思我们的电路中的导体流过的宏观电流I是空间传播的电磁波的

　　部分定量反映，那么我们在低频时经常计算的功率1/2 U*I按理说也只是”渗入“的那部分能量，而按poynting 电磁波能量元的面积积分也是1/2 U*I，这不能说明在低频下能量还是通过导体传输的吗?

　　电能有两种形式，其一是电场能，其二是磁场能。电池内储存的是化学能，由化学能驱动电子定向运动形成电场能聚集在电池的正负极两端间。如果不接负载，化学势能和电势能平衡后就不再有电流，其电能也就固定在了电池的附近，不会流动。若通过导线引到负载(未接上负载)，电池附近的电场能将被导线引导致负载附近。光有电场还不够，此时并无能量流动(看Poynting矢量)。但一旦接通负载后，就有了磁场(根据安培定律)，此时根据Poynting矢量(EXH)，便知有了能量的流动。

　　再看看导线内的情形。如果是理想导体，那导线内的电场强度为零，电流也只是存在于导体的表面，磁场基本也是只存在于导体表面之外。所以导体内部是不可能有电能存在，故也就无所谓传输能量了。如果是良导体，会有一小部分能量渗入导体内，方向基本是由外到内的斜入射(具体看矢量EXH)。由于良导体对电磁能量的衰减很快，进入到导体内的电能没走多远就已经变成了热能被耗散了。

　　上面所讲的“故事”不仅对交流电成立，其对直流也是如此。这一点，如果有《电磁学》相关知识的话，完全可以自己算一下。结果会发现电能的流动是多么“姿态优美”，而并非被关在某条管子(导线)内流动。

　　关于电流和电压：

　　严格来说，只有在静电场内才可以讨论电压，因为静电场是保守场，通过任意途径测量两点电压都是唯一值。而非保守场就没有唯一值，故也就失去了电压意义。电流同样如此，只能在静磁场中讨论。

　　通常我们看到的低频电路都可归类为准静电场和准静磁场，所以可以在“准”的意义下讨论电流和电压。有了电流和电压，并不是就没了场。电流和电压只是场量的积分，是场的缩影。

　　高频电路中，一般把传输线都看成是近似的理想无损情况，其中走的也通常是TEM导波。由于理想传输线中TEM波的横截面分量在二维平面上是“二维保守场”，所以可以引入电压和电流的概念，但他们的基础还是场量的积分——即场的缩影。通常实际导线是非理性的，所以说同样是在“准”的意义下引入了电压和电流。但，如果是波导管，由于不存在TEM导波，电流和电压其所谓“准”的意义也不再有了，只能用功率波来替代。

　　电路中的电流和电压概念给我们分析问题带来了极大的方便(如同KVL和KCL)。但要明白，他们只是现实的抽象和近似，而非原本。

　　这样说来， 我们电路中的导体只是起着“引导”电磁波的作用，引导的同时还损耗了一些电磁能。

　　我又想到了像变压器之类的电子器件，是不是它从原边到次边传输能量也是靠空间电磁场，而磁芯

　　也只是起“引导”作用，并且由于铁氧体或硅钢片之类的并非是理想或超磁材料，它们也同样损耗

　　了一部分电磁能。

　　而绝大部分的书里都是讲磁力线基本都在磁芯内部，变压器的能量传输是不是也像电路一样在空间通过坡印廷矢量而不在磁芯内部呢?　不知这个该怎么理解。

　　看来大家对场还是比较崇拜的。

　　俺从高中的时候就对场有过详细的研究，当时问老师 平行板电容器 靠近板子的地方为什么电场强度和中间的一样，老师用大学里会学到的高斯定律给予了解释，于是俺又对高斯定律产生了怀疑。

　　你想想嘛，平方反比啊，当然离电场近的积分起来大啊，总场强也就是大啊，怎么可能一样呢?那样电场线应该会凭空产生出来一根的。而不是书中说的那样，根数(密度)和强度是正比例的。

　　还有高中物理上的万有引力的时候，地球简化成的质点，无论对方是在哪里，都是在地球的几何中心。

　　刚好有个同学他伯父教大学数学的，从他那里学会了微积分(山东高中不学微积分)，自己推导之后发现。老师从“场”的理论比如高斯定理等轻松推导出来的结果，有个前提，那就是“场”。

　　对于重力场，电磁场，磁力线、电场线模型等等等等，这些的一个“充要条件”，就是 平方反比定律。

　　如果一个力，不符合平方反比定律，那么就不能用场的理论去解释。 比如弹簧的弹力，他是反向正比的。

　　如果一个力符合平方反比定律，那么肯定可以用场去解释。

　　下面对空间只有一个符合库伦定律的 点 电荷，任意一个包含它的空间的“皮”，这个皮上的电场长度的积分为固定值，也就是穿过这个皮的电场线为固定值。给予证明。

　　(平方反比对平方正比积分为常数)

　　下面对空间只有一个符合库伦定律的 点 电荷，任意一个不包含它的空间的“皮”，这个皮上的电场长度的积分为0，也就是穿进过这个皮的电场线和穿出的电场线相等。给予证明：

　　静电场看建立过程。

　　建立后，电磁场仅仅是维护功能。 就跟潮汐一样，月亮的万有引力远小于地球的万有引力，但是它还是决定了地球的潮汐和农历的阴历对应。

　　也就是强大的力量已经看不见了，也许您会说还在，但是它并没有使地球的水以加速度9.8m/秒方向地心运动。

MARK下。上学时 电磁场与电磁波 就压根打酱油了。

不管是高频还是低频，其本质都是坡印廷矢量引起，只不过在实际应用中只讲现象，用表象参数而已。