Емисията и приемане на електромагнитни вълни

Фиксираните електрически заряди в околното пространство създава постоянно електрическо поле и постоянен електрически ток - постоянно магнитно поле. Електромагнитното поле посадъчен в свободното пространство със скоростта на светлината, развълнувани от променлив електрически ток във времето. Излъчването на електромагнитни вълни се осъществява с отворен осцилираща верига свързан към генератор едн висока честота

Тъй като колебания форми верига отворен може да бъде различна, и интензивността на полето за излъчване може да бъде различен.

Вътрешен колебание верига се състои от индуктор и кондензатор срещащи се в него променливо магнитно поле се концентрира главно в индуктор, и променлив електрическо поле - между кондензатор плочи. Тази схема на практика излъчва електромагнитни вълни (фиг. 1 а).

Преходът от затворена към отворена осцилираща верига е показано на фиг. 1. В отворено резонансна верига кондензатор електрод като направена от проводници, които имат не само способността но също iinduktivnostyu. Потоците, произтичащи в успоредни проводници (фиг. 1 б), raspolozheinym изключение на разстояние L # 8810; λ. не излъчват. Това е така, защото областта dvux равни по големина, но противоположно насочени токове паралелни анулират взаимно в космоса. Ако проводниците прокарват под определен ъгъл, общата компенсация на полето няма да бъде.

Вертикално разположен главен проводник участва в излъчването на електромагнитни вълни (фиг. 1). Устройство за излъчване на електромагнитни вълни се нарича предавателна антена.

За максимална мощност на излъчване nactroena антена трябва да е в резонанс с честотата на електромагнитните вълни едн генератор. резонансната дължина на антената е сравнима с дължина на вълната на електромагнитните вълни. Механизмът на излъчване и разпространение на електромагнитни вълни е илюстрирано на фиг. 2. В съответствие с теорията на Максуел, с увеличение под действието на високо едн проводимост ток в антената в околното пространство се характеризира с променлив електрически и магнитни полета.

А променливи във времето електрическо поле е електрически ток компенсира. Електрически изместване ток и провеждане текущия размер на общия ток. Общият текущ линия трябва винаги да бъде затворен. Това означава, че провеждането на ток в антена линия трябва да бъдат затворени линии на тока през пространството (фиг. 2а). магнитните силови линии в равнини, перпендикулярни на оста на проводника, са под формата на концентрични кръгове. След кратък период от време ATi, в един момент аз електрическото поле се увеличава с? Е, и? Н в магнитни. Увеличаването на точка I електрическото поле Е1 (електрически изместване ток) индуцира в околното пространство на магнитното поле Н, по посока на редовете сила на които в равнина, перпендикулярна на вектора Е1. Тя трябва да се подбират според правилото на Ленц, според който областта на климата E1 (| δE1 / ATi, |> 0), следва да се предотврати поле E2. индуцирано магнитно поле Н. посока на вектор Е2, за да бъде обратна на посоката на вектора Е1. Невярно E1 E2 отслаби терена. 2, но в момента се индуцира Е2 вектор. приблизително равна на Е1. По този начин, смущение на електрическото поле в точка I отива в точка 2 (фиг. 2 б).

По същия начин, може да последва промяна на магнитното поле (Фиг. 2 б). В резултат на електромагнитна вълна отпред се движи от гледна точка съм да отбележа 2. Скоростта на вълната пред скоростта на светлината.

По този начин ще има непрекъсната преход на електрическо поле енергия натрупана в дадена точка в пространството, енергията на магнитното поле пространство и обратно съседни точки. Това се отразява на отношенията на електрическите и магнитните полета в разпространението на електромагнитните вълни.

Електромагнитните вълни, излъчвани от предавателната антена, отговарящи на път проводниците са развълнувани в едн на една и съща честота, каква е честотата на предизвикана електродвижеща сила на въздействието на електромагнитно поле.

Някои от енергията, която се предава електромагнитни вълни предава ток при проводници. Проводници, които се използват за получаване на преведената от електромагнитни вълни енергия, наречени получаване антени.

Теоретично показва, тъй като опитът показва, че скоростта разпространение на електромагнитни вълни зависи от свойствата на течност. Големината на скорост в хомогенна среда с епсилон параметрите, μ може да се определи с формулата

където с = 1 / √ε0 μ0 - електромагнитни скорост вълната във вакуум, скоростта на светлината в свободното пространство.

За да се определи правото на вариация на електрически и магнитни полета в разпространението на електромагнитните вълни в пространството, да предположим, че в началния момент, когато източника на вълна (х = 0), областта се променят съответно според законите:

В някои точка, отдалечена от източника на разстояние х, вълна идва във време АТ = X / ν. Следователно, в този момент в същото време на електрически и магнитни poshya забавяне фаза на електрически и магнитни полета в еталонната точка (х = 0), като ъгълът

δφ = ωδt = ω / ν · х

По този начин, на законите на вариация на напрегнатост на полето в даден момент имат следния вид:

Е = Em · грях (ωt - δφ) = Em · грях (ωt - ω / ν · х);

Н = Hm · грях (ωt - δφ) = Em · грях (ωt - ω / ν · х);

Тези формули описват пътуващи вълни. От тях, следва, че, от една страна, фиксирана точка в пространството (х = конст) електрически и магнитни полета се различават по време съгласно синусоидална право, от друга страна, в определеното време (Т = конст) електрически и магнитни полета се променят в пространството в зависимост от х и синусоидална (фиг. 3). Амплитудите на електрически и магнитни полета, във всяка точка в пространството, свързани с отношението

където ρ - характеристика импеданс среда.

В общи линии, това зависи от параметрите на околната среда и elektromagnntnyh различно в различни среди. За проводими среда вълна импеданс - комплекс количество.

Характерните импеданс на свободно пространство

Пространствената модел на електромагнитна вълна в някакъв определен момент т = t1 (фиг. 2) се характеризира с това, че векторите Е и Н се променят във фаза във взаимно перпендикулярни равнини и H0h E0h. В допълнение, те лежат в равнината х = x0. перпендикулярна на посоката на разпространение на вълната, и имат една и съща фаза в тази равнина. Повърхността на която фаза на електромагнитна вълна има същата стойност, по-нататък повърхност равна или вълна предната фаза.

Фиг. 2. моментната картина на разпределението на електрически и магнитни полета, по посоката на разпространение на равнина вълна. Време поле модел се премества в пространството с фаза скорост V по оста х.

Разстоянието от които вълна предните движи над даден момент, равен на един период на електромагнитна вълна се нарича дължина на вълната

Използване повърхности на равно фаза дължина на електромагнитна вълна могат да бъдат определени, както и най-късото разстояние между две равни повърхности фаза, чиито фази се различава с 2π

В зависимост от формата на повърхностите на равно фаза или фронта на вълната се разграничат равнина вълни цилиндрични и сферични вълни.

Вълните, които имат равна повърхност фаза е самолет, наречен плоски вълни. Вълни, които имат равна повърхност фаза е цилиндрична или сферична повърхност, съответно наречен сферични или цилиндрични вълни.

Освен това, всички тези видове електромагнитни вълни са напречни електромагнитни вълни, тъй като векторите Е и Н се люлее в посока, перпендикулярна на посоката на разпространение на вълната.

Прехвърляне на вълната от електромагнитна енергия в пространството характеризира с вектор на плътност електромагнитна енергия на потока

Nabavlenie вектор S съвпада с вълна посока pacprostraneniya, и неговата стойност е числено равно на количеството енергия, преминаващ за единица време през единица площ, разположена перпендикулярно на посоката на разпространение.

Концепцията на потока на енергия от всякакъв вид първо се въвежда в Н. Umov 1874 Формулата за вектор S се получава от електромагнитното поле уравнения в Poynting 1884 F. Следователно вектор се нарича S вектора Poynting.

Средната стойност на плътността на енергийния поток по време на периода на електромагнитните вълни, свързани с съотношение на силата на електричното поле

Захранване радиация е количеството, което е числено равно на средния размер на енергия, което става външен източник за употреба в селското стопанство образуване поле електромагнитна енергия поток за единица време през затворената повърхност обхващащ източника. В случая, когато хипотетичната източник на електромагнитното поле се намира в центъра на сферата с радиус R и излъчва равномерно във всички посоки, емисии и мощност

Последната формула може да се използва за изчисляване на енергийния поток, която се излъчва от антената.

Теорията на радиовълни