A kibocsátási és fogadása elektromágneses hullámok
A kibocsátási és fogadása elektromágneses hullámok
A rögzített elektromos töltések a környező teret teremt egy állandó elektromos mező, és egy állandó áram - állandó mágneses mezőt. Az elektromágneses mező szaporító egy szabad helyet a fénysebesség, izgatott a váltóáram az időben. A kibocsátási elektromágneses hullámok végezzük nyitott oszcilláló áramkör van csatlakoztatva a nagyfrekvenciás generátor EMF
Mivel a rezgőkört képez nyitott eltérő lehet, és az intenzitás a sugárzási tér különböző lehet.
Beltéri rezgőkör tartalmaz egy induktivitás és a kapacitás előforduló ott egy váltakozó mágneses mező koncentrálódik főként az induktor, és váltakozó elektromos mező - a kapacitás lemezek között. Ez az áramkör a gyakorlatban elektromágneses hullámokat bocsát ki (ábra. 1 a).
Az átmenet a zárt nyitott rezgőkört ábrán látható. 1. A nyitott rezgőkört kondenzátor elektróda anyaga lehet vezetékek, amelyek nem csak a kapacitás, hanem iinduktivnostyu. Folyó áramok párhuzamos vezetékek (ábra. 1 b), raspolozheinym egymástól olyan távolságra, l # 8810; λ. nem bocsátanak ki. Ez azért van, mert a mező dvux azonos nagyságrendű, de ellentétes irányú, párhuzamos áramok kioltják egymást a világűrben. Ha a vezetékek álljon át egy bizonyos szögben, a teljes kompenzáció a mező nem lesz.
Függőleges elhelyezésű fővezetéken is részt vesznek a kibocsátott elektromágneses hullámok (ábra. 1). Egy eszköz kibocsátási az elektromágneses hullámok nevezzük adóantenna.
A maximális sugárzási teljesítmény nactroena antenna kell lennie rezonancia frekvenciája elektromágneses hullámok EMF generátort. rezonáns az antenna hossza hasonló a hullámhossza az elektromágneses hullámok. A mechanizmus a sugárzás és elektromágneses hullámok terjedését ábrán mutatjuk be. 2. Az Maxwell elméletét, a növekedés hatására nagy elektromotoros erő vezetési áram az antennát a környező tér, amely változtatható elektromos és mágneses mezők.
A időben változó elektromos mező elektromos áram ellensúlyozni. Elektromos elmozdulás a jelenlegi és a vezetési áram mennyisége a teljes áram. teljes áram mindig kell zárni. Ez azt jelenti, hogy a vezetési áram az antenna sort kell zárt vonalak az előfeszítő áram át a tér (2A.). A mágneses erővonalak merőlegesek a tengelye a huzal, van formájában koncentrikus körök. Miután egy rövid idő At egy bizonyos ponton azt az elektromos mező nőtt? E, és? H a mágneses. Növelése az I. pontban az elektromos mező E1 (elektromos eltolódási áram) indukálja a környező tér egy mágneses mező H, az irányt az erővonalak, amelyek a merőleges síkban a vektor E1. Ez alapján kell kiválasztani, hogy a szabály Lenz, amely szerint a változás területén E1 (| aAE1 / dt |> 0) meg kell akadályozni a területen E2. indukált mágneses mező H. iránya a vektor E2, hogy ellentétes irányban a vektor E1. Field E1 E2 mezőgyengítést. 2, de azon a ponton, E2 vektort indukálódik. megközelítőleg egyenlő E1. Így a zavarása az elektromos tér az I. pontban megy 2. pont (ábra. 2 b).
Hasonlóképpen, az egyik képes követni a változást a mágneses mező (ábra. 2 b). Ennek eredményeként az elektromágneses hullám előtt mozog a pont, amit pont 2. A sebesség a hullám előtt egyenlő a fény sebességét.
Tehát van egy folyamatos átmenet elektromos mező felhalmozott energia az adott pont a térben, az energia a mágneses tér tér majd vissza a szomszédos pontokat. Ez tükrözi a kapcsolat az elektromos és mágneses mezők a elektromágneses hullámok terjedését.
Által kibocsátott elektromágneses hullámok sugárzó antenna, találkozó, ahogy a vezetők izgatott az elektromotoros erő azonos frekvenciájú, mi az a frekvencia, az indukált elektromotoros erő egy elektromágneses mező.
Az energia, amelyet továbbított elektromágneses hullámokat átadott aktuális előforduló vezetékek. Vezetékek amelyeket befogadására átadott energia által elektromágneses hullámok, az úgynevezett vevőantenna.
Elmélet mutatja, mivel a tapasztalat azt mutatja, hogy a terjedési sebessége elektromágneses hullámok függ a folyadék tulajdonságai. Nagysága a sebesség homogén közegben a paraméterek ε, μ lehet meghatározni, amelyet a képlet
ahol c = 1 / √ε0 μ0 - az elektromágneses hullám terjedési sebessége vákuumban, a fénysebesség szabad térben.
Jog meghatározása variációs az elektromos és mágneses mezők a elektromágneses hullámok terjedését a térben, tegyük fel, hogy a kezdeti pontot, ahol a hullám forrás (x = 0), a mezők megváltoznak rendre törvényei szerint:
Egy bizonyos ponton a távoli a forrás által egy x távolságot, egy hullám jön egy időben At = x / ν. Következésképpen, ezen a ponton egyidejűleg az elektromos és mágneses poshya lag-fázis az elektromos és mágneses mezők a vonatkozási ponton (x = 0) a szög által
δφ = ωδt = ω / ν · X
Így a jogszabályok változása a térerősség egy adott ponton alakú:
E = Em · sin (ωt - δφ) = Em · sin (ωt - ω / ν · x);
H = Hm · sin (ωt - δφ) = Em · sin (ωt - ω / ν · x);
Ezek a képletek írják utazó hullámok. Ezek, az következik, hogy, egyrészt, egy fix pontot a térben (x = const) elektromos és mágneses mezők változhat szerint időben szinuszos törvény, másrészt, a fix idő (t = const) elektromos és mágneses mezők megváltoznak a térben attól függően, hogy X és szinuszos (ábra. 3). A amplitúdója az elektromos és mágneses tér a tér bármely pontján csatlakozik a kapcsolat
ahol ρ - hullámimpedancia környezetben.
Általában, ez függ a paramétereket a környezet és elektromagnntnyh eltérő a különböző környezetekben. A vezetőképes környezetben hullámimpedancia - egy komplex mennyiséget.
A jellegzetes impedancia szabad hely
A térbeli mintázata az elektromágneses hullám egy bizonyos adott időpontban t = t1 (ábra. 2) az jellemzi, hogy a vektorok E és H változott fázisban egymásra merőleges síkban, és H0h E0h. Ezen túlmenően, ezek a síkjában fekszenek x = x0. irányára merőlegesen hullámterjedés, és azonos fázisban ebben a síkban. A felület, amelyen a fázis az elektromágneses hullám azonos az értéke, a továbbiakban felületi egyenlő vagy hullám előtt fázisban.
Ábra. 2. A pillanatnyi képet eloszlása az elektromos és mágneses mezők mentén terjedési irányát a síkhullám. Idő mezőben mintázat van mozgatva egy teret fázissebesség v az x tengely mentén.
Az a távolság, amellyel a hullám elülső mozog egy időben egyenlő egy időszak az elektromágneses hullám az úgynevezett hullámhossz
Használata felületek azonos fázisban hossza elektromágneses hullám lehet meghatározni, valamint a legrövidebb távolság két azonos fázisban a felületeket, amelyek fázisai különböznek 2π
Attól függően, hogy az alak a felületek azonos fázisban vagy hullámfront megkülönböztetni síkhullámok, hengeres és gömb alakú hullámok.
Hullámok, amelyek egyenlő fázis felület egy sík, úgynevezett sík hullámok. Hullámok, amelyek egyenlő fázis felület egy hengeres vagy gömb alakú felület, illetve az úgynevezett gömb vagy henger alakú hullámok.
Továbbá, az összes ilyen típusú elektromágneses hullámok transzverzális elektromágneses hullámok, ahogy vektorok E és H oszcillál merőleges irányban a hullám terjedési irányát.
Transzfer a hullám az elektromágneses energia a térben jellemzi vektor elektromágneses energia fluxussűrűség
Nabavlenie vektor S egybeesik az irányba pacprostraneniya hullám, és értéke számszerűen egyenlő az energia mennyisége áramló egységnyi idő keresztül egységnyi területen, merőlegesen helyezkedik terjedés irányába esik.
A koncepció az energia áramlását bármilyen először be H. Umov 1874-ben a képlete a vektor S kaptuk az elektromágneses mező egyenletek Poynting 1884 F. Ezért vektor S nevezzük Poynting vektort.
Az átlagos értéke az energia fluxussűrűség időszakban az elektromágneses hullámok társított elektromos térerősség aránya
Áramforrás sugárzás a mennyiség, amely numerikusan megegyezik az átlagos energia mennyisége, amely válik egy külső forrásból történő alkalmazásra a mezőgazdasági területen formáció elektromágneses energia áramlását egységnyi idő át a zárt felület körülzáró a forrás. Abban az esetben, ha a feltételezett forrása az elektromágneses mező közepén a gömb R sugarú, és sugároz minden irányban egyenletesen, az emissziós teljesítmény
Az utolsó képlet kiszámításához használt energia fluxus antenna által sugárzott.