Feldleistung

Feldleistung ist ein Begriff aus der Physik und Technik, der die Leistungsrate beschreibt, mit der ein Kraftfeld Arbeit an Materie verrichtet oder Energie überträgt. In der Elektromagnetismus beschreibt sie die Leistung, die das elektromagnetische Feld einer Ladungs- oder Stromverteilung zuführt. Die lokale Leistungsdichte ergibt sich aus der Produktform J·E, wobei J die aktuelle Dichte und E das elektrische Feld ist. Die gesamte vom Feld beeinflusste oder vom Feld aufgenommene Leistung über einen bestimmten Raum ergibt sich aus dem Volumenintegral P = ∫J·E dV.

Eine alternative Sichtweise liefert der Poynting-Vektor S, der die in der Feldexpansion transportierte Leistung pro Fläche angibt. Im Allgemeinen ist S = E × H, wobei H das magnetische Feld ist. Die zeitliche Veränderung der Feldenergie dU/dt und der energietransport durch das Feld folgen dem Poynting-Theorem: ∂u/∂t + ∇·S = -J·E, mit u der Energie­dichte des Feldes. Die Leistung, die durch eine Fläche A hindurchtritt, ergibt sich aus ∮A S·dA.

In der Praxis ist Feldleistung besonders relevant in der Hochfrequenztechnik, Antennentechnik, Mikrowellen- und Optikbereich, etwa bei der Bestimmung der Radiationsleistung oder der Leistungsübertragung durch Strahlung. Der Begriff wird in verschiedenen Kontexten unterschiedlich verwendet; er bezeichnet oft die vom Feld übertragene oder aufgenommene Leistung oder die Energieflüsse im Feld. Neben elektromagnetischen Feldern existieren vergleichbare Konzepte auch für Gravitationsfelder oder Druckfelder, bei denen ebenfalls Energie- oder Leistungsflüsse betrachtet werden.