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无线电原理

第1章 - 基本交流理论

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电学最吸引人的应用之一是产生看不见的能量涟漪无线电波.这节课关于交流电的范围有限,不允许对这个概念进行充分的探索,一些基本原则将被涵盖。

奥斯特德偶然发现电磁学人们认识到电和磁是相互联系的。

当电流通过导体时,就会产生一个垂直于流轴的磁场。同样地,如果一个导体暴露于垂直于该导体的磁通量变化中,沿该导体的长度就会产生电压。

到目前为止,科学家们知道电和磁似乎总是以直角相互影响。然而,在这个看似简单的有关垂直的概念之下,隐藏着一个重大发现,它的揭晓是现代科学的关键时刻之一。

电场与磁场的关系

物理学中的这种突破很难夸大。负责这种概念革命的人是苏格兰物理学家詹姆斯·克劳克麦斯韦(1831-1879),他在四个相对整洁的方程中的电力和磁力研究。

本质上,他发现的是电和磁领域在彼此内部相关,有或没有存在电流的导电路径的存在。Maxwell的发现更加正式,这是:

变化的电场产生垂直磁场,

变化的磁场产生垂直电场。

所有这一切都可以在开放空间中进行,当它们以光速通过空间行进时,交替的电场互相支撑。通过空间传播的电气和磁场的动态结构更好地称为电磁波

电磁波构成的天然辐射能有很多种。光在本质上也是电磁的。x射线和伽马射线辐射也是如此。

这两种电磁辐射的唯一区别是它们振荡的频率(电场和磁场的极性来回交替)。的来源交流电压还有一种叫做天线,我们可以轻松地创建电磁波(比光的频率远低得多)。

类型的天线

天线只不过是一种用来产生分散电或磁场.两个基本类型的天线是偶极子环形下图:

偶极和循环天线

偶极和循环天线。

虽然偶极视图只不过是开路,而环路短路,但这些电线连接到适当频率的AC源时是电磁场的有效散热器。偶极子的两个开路用作一种电容器(由电介质分开的两个导体),电场开口分散而不是在两个紧密间隔板之间浓缩。

环路天线的封闭线路用具有大的空气芯的电感器,再次为该场提供充分的机会,以便远离天线分散,而不是在正常电感中被浓缩并包含并包含在正常电感器中。

当有动力的偶极子向空间辐射其变化的电场时,一个变化的磁场以直角产生,从而使电场继续向空间延伸,以此类推,波以光速传播。

随着动力回路天线向空间辐射到空间,变化的电场以直角产生,其具有远离天线的连续电磁波的相同最终结果。无论是天线都能实现相同的基本任务:电磁场的受控生产。

天线功能

当连接到一个高频交流电源,天线作为一个传输设备,将交流电压和电流转换为电磁波能量。天线还具有拦截电磁波并将其能量转换为交流电压和电流的能力。在这种模式下,天线充当接收设备:下图

基本无线电发射器和接收器

基本无线电发射器和接收器。

虽然有很多这可能是关于天线技术的更多信息,这简要介绍就足以让您了解发生的事情(也许足够的信息挑起几个实验)。

点评:

  • James Maxwell发现,改变电场产生垂直磁场,反之亦然,也是即使在空的空间中也是如此。
  • 一组电磁场,彼此直角振荡并以光速行进,构成一个电磁波
  • 一个天线是由电线制成的装置,设计用于在由高频AC源供电时辐射改变的电场或改变磁场,或者拦截电磁场并将其转换为AC电压或电流。
  • 偶极子天线由两根导线组成(不接触),当通电时,首先产生电场,然后在空间中产生磁场。
  • 环形天线由线圈组成,通电时主要产生磁场,其次在空间产生电场。

相关工作表: