Електромагнітне поле володіє енергією. Ця енергія може перетворюватися в інші види енергії. З’ясуємо яким чином вектори поля 
, 
, 
, 
визначають енергію електромагнітного поля.
Таблиця 4.1 - Енергетичні величини в теорії електромагнетизму
| Назва
| Позначення
| Од. вимірювання (Сі)
|
| 1. Енергія електромагнітного поля
| 
| Джоуль (Дж)
|
| 2. Електрична енергія
| 
| Джоуль (Дж)
|
| 3. Магнітна енергія
| 
| Джоуль (Дж)
|
| 4. Потужність
| 
| Ватт (Вт)
|
| 5. Потужність поглинання (потужність втрат)
| 
| Ватт (Вт)
|
| 6. Потужність сторонніх джерел (потужність джерел)
| 
| Ватт (Вт)
|
| 7. Густина енергії електромагнітного поля
| 
| 
|
| 8. Густина електричної енергії
| 
|
|
| 9. Густина магнітної енергії
| 
|
|
| 10. Густина потужності
| 
| 
|
| 11. Густина потужності поглинання
| 
|
|
| 12. Густина потужності сторонніх джерел
| 
|
|
| 13. Потік потужності
| 
| Вт
|
| 14. Густина потоку потужності
| 
| 
|
Енергія електромагнітного поля ЕЕМП, яка знаходиться всередині об’єму V змінюється. Факторами зміни енергії являються:
а) перетворення частини ЕЕМП в інші види енергії;
б) робота сторонніх джерел, що можуть як збільшувати запас енергії, так і зменшувати його;
в) обмін енергії між виділеним об’ємом V і навколишніми його областями простору за рахунок процесу, який називається випромінюванням.
Розглянемо перший фактор. З фізики відомо, що при наявності струму в середовищі виділяється тепло. За законом Джоуля-Лєнца можна записати
.
Він визначає потужність джоулевих втрат. Застосовуючи цю формулу до нескінченного малого циліндра об’ємом 
, отримаємо
.
Інтегруючи цей вираз, отримаємо
. (4.1)
Підінтегральний вираз
являється густиною потужності, тобто потужність віднесена до одиниці об’єму
. (4.2)
Отриманий вираз потужності (4.1) і її густини (4.2) мають універсальний характер. Вони справедливі не тільки при розрахунку джоулевих втрат, але і в усіх випадках, коли розглядаються струми.
В залежності від напрямку руху зарядів величина густини потужності 
може бути як позитивної так і негативної. Заряди можуть прискорюватися полем. При цьому 
, 
і енергія у поля відбирається. Очевидно, що 
, якщо 
і антипаралельні. Це в тому випадку, якщо рух зарядів проти поля створюється якимось не електромагнітним “стороннім” процесом, який віддає свою енергію полю, яке гальмує заряди.
Розглянемо другий фактор. Дії сторонніх джерел змінюють матеріальне рівняння – закон Ома в диференційній формі 
:
. (4.3)
Визначимо, використовуючи (4.3), напруженість електричного поля . Поділивши цей вираз на 
– питому провідність, отримаємо:
. (4.4)
Помноживши праву і ліву частину (4.4) на – об’ємну густину струму провідності, отримаємо густину потужності р:
. (4.5)
Рівність (4.5) можна записати у вигляді
, (4.6)
де
. (4.7)
Густина потужності втрат 
в (4.7) характеризує поглинання, втрати електромагнітного процесу (перетворення в тепло, джоулева потужність). Критерій придатності: 
(поле віддає енергію), якщо кут між і менше 
.
Густина сторонніх джерел характеризує процес перетворення енергії різних видів (наприклад, хімічної, механічної) в електромагнітну. Критерій придатності: 
(поле набуває енергії), якщо кут між і 
більше (скалярний добуток менший нуля). Виникають так звані “негативні втрати”. Найбільш ефективне віддання енергії ЕМП від сторонніх джерел, коли і протилежно направлені.
Сторонні сили, як правило локалізовані. Якщо, наприклад, вони зосередженні в деякій області 
то згідно рівності (4.3) 
в і 
поза . Область – називається областю джерела сторонніх сил. Проінтегрувавши по об’єму V вираз (4.7), отримаємо повну потужність
.
Цю рівність можна записати у вигляді 
, де
(4.8)
Третій фактор буде розглянутий в п. 4.2.
