Як саме радіохвилі виробляються від струму в самій схемі?

Мені 17, і я новачок в електроніці, і я все навчився в Інтернеті, і очікую, що продовжуватиму це робити з усіма ресурсами. Я перекопався і не можу знайти стислих відповідей на це питання ...

Як саме поширюються радіохвилі, і як я можу побудувати просту пару схем, з яких одна може відправляти радіохвилі, а друга може перехоплювати їх?

Я читав різні речі в різних джерелах, і я зв'язати їх усі тут:

1. http://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radiowaves

Згаданий сайт стверджує, що радіохвилі по суті є ЕМ (знав це), але згадує про фотони. Фотони - суть всього ЕМ, але в простому ланцюзі є акумуляторні потоки. Як я можу отримати фотони з одностороннього струму?

2. http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs%20/Communication/3-how-do-you-make-a-radio-wave.html

Наведений вище сайт стверджує, що ви можете "зробити радіохвилю", просто маючи електричне поле, яке є електричним ланцюгом. Отже, за цією логікою, будь-яка електрична схема виробляє радіохвилі, як це є? У такому випадку гомополярний двигун технічно також видаватиме радіохвилі (це повний контур, так)? Тоді радіохвилі поширюватимуться за схемою залежно від того, скільки разів ланцюг включається та вимикається, щоб я міг кодувати дані за шаблонами, просто видаляючи та розміщуючи акумулятор назад до ланцюга? Я не розумію. Хтось може уточнити цю статтю більше?

Що я хочу зробити, це зробити два прості ланцюги з міді та створити радіохвилю, що інша схема буде перехоплювати і використовувати AND-ворота, щоб увімкнути світлодіод бездротовим.

Однак я не розумію, як саме поширюються радіохвилі!

Не хвилюйтесь про фотони, якщо не хочете займатись квантовою фізикою. Фотон - це квант електромагнітного випромінювання, який також є хвилею. Мені ще потрібно знайти застосування в радіотехнічній радіотехніці, де квантові ефекти є актуальними.

У всіх електронних схемах є два поля: електричне та магнітне. Електричне поле пов'язане з напругами, а магнітне з струмами.

У нас є компоненти, які створюють сильні електричні поля: конденсатори.

У нас також є компоненти, які створюють сильні магнітні поля: індуктори.

У кожному з цих компонентів ми вважаємо один вид поля домінуючим. Але подумайте, що станеться, якщо ми швидко змінимо магнітне поле через індуктор, скажімо, пропустивши через нього сильний постійний магніт: між клемами індуктора буде напруга. Ця напруга є електричним полем. Ми називаємо цей закон спонукання Фарадея .

Подібна річ може трапитися з конденсатором. Для зміни електричного поля повинен бути струм. Або якщо вам вдасться змінити електричне поле, ви десь знайдете струм. Маніпулювати електричним полем всередині конденсатора - це досить важче, ніж пропустити магніт через котушку, але якщо ви зможете побудувати відповідний експериментальний апарат, ви виявите, що це правда.

Таким чином, мінливе електричне поле може створити магнітне поле. Змінюється магнітне поле може створити електричне поле.

Електромагнітне випромінювання - це ці два поля, що створюють одне одного у вільному просторі. Електричне поле змінюється, створюючи зміну магнітного поля прямо перед ним, створюючи зміну електричного поля прямо навпроти ...

Щоб ці поля випромінювались у вільному просторі, як це, ви повинні створити обидва фази, перпендикулярні один одному. Ось чому конденсатор не є хорошою антеною: він створює сильне електричне поле, але магнітне поле порівняно невелике. Він випромінює небагато, але в основному енергія застрягає в електричному полі, не в змозі випромінюватись, оскільки не має магнітного поля, щоб перенести його подалі від конденсатора. Те саме стосується індуктора, з обміном струму та напруги, магнітним та електричним. Див. Чому індуктор не є хорошою антеною?

Антени - це просто герметичні індуктори або конденсатори. Багато антен однаково і одночасно, так що їхній імпеданс має чистий опір на проектній частоті, а не індуктивний або ємнісний. Завдяки розумній геометрії вони створюють магнітні та електричні поля перпендикулярні та фазові, які потім випромінюють.

Радіохвилі виробляються, коли електричне поле швидко змінюється: повинен бути змінний струм.

Електричне поле поширюється в космос. При зміні електричного поля віддалені його частини не змінюються миттєво. Зміна обмежена швидкістю світла. Якщо коливати електричне поле, то ви створюєте хвилю.

Ви можете думати про це як простір, пронизаний скрізь електричним полем; ваша схема просто створює в ній збурення, як би порушуючи поверхню води. Занепокоєння відлітає зі швидкістю світла, як брижі в ставку. Якщо у вашому ланцюзі просто постійний постійний струм, що протікає через нього, порушення виникає саме тоді, коли ви його включаєте і коли ви вимикаєте.

(Дійсно, електрообладнання викликає перешкоди при включенні та вимкненні: реле, вимикачі, комутація щіток електродвигуна чи все, що створює іскри: все випромінює і може перешкоджати радіозв'язку або чутливому обладнанню.)

Радіопередавальні схеми оптимізовані для випромінювання; вони навмисно роблять те, чого дизайнери намагаються уникати в схемах, які повинні мінімізувати їх випромінювання (а це більшість контурів). Передавачі підсилюють високу частоту змінного струму та живлять антену .

Існує багато видів антен і те, як вони працюють, є великою темою. Одним із прикладів антени є просто диполь у довжину половини хвилі: два довгих провідника, що вказують у протилежні сторони, кожен на чверть довжиною хвилі.

Радіохвилі не були пояснені, поки Джеймс Клерк Максвелл не описав електрику та магнетизм тим, що зараз називають рівняннями Максвелла. Вони використовують форму векторного обчислення і далеко не прості. Що стосується вашого питання, воно зводиться до прискорення. Протікаючий струм не видає радіо. Електрони повинні прискорюватися, як і назад і назад. Електрони рухаються по дротах дуже повільно, але ви можете струшувати їх назад і назад дуже швидко на дуже коротких відстанях із змінним електричним полем, застосовуючи змінного струму до дроту. Електрони мають зворотний напрямок і будуть випромінювати. Змінюється електричне поле виробляє магнітне поле, а мінливе магнітне поле виробляє електричне поле. Дещо так, ніби електричні та магнітні поля віджимаються від дроту і відлітають зі швидкістю світла.

Ви також можете отримати прискорення, пройшовши по колу (змінивши напрямок взагалі) і є передавачі, які працюють таким чином. Не з дротом по колу, електрони у вакуумі дуже швидко йдуть по колу від сильного магнітного поля. Є приємні магніти, які роблять цю роботу в старих мікрохвильових печах. Пошук "магнетрон".

Простий спосіб продемонструвати радіо - це дублювати оригінальні експерименти з передавачем іскрової щілини та петлею дроту з невеликим зазором, щоб побачити іскру від отриманої потужності. Зробіть пошук на іскрових прогалинах та радіохвилях. Якщо ви робите це, будьте обережні, що люди підберуть ваші експерименти на радіо AM в усіх напрямках.

Дивовижні факти природи розкриваються рівняннями Максвелла, і саме це робить радіо корисним для міжміського зв'язку. Ми очікуємо, що все, що випромінюється в усіх напрямках, матиме потужність (інтенсивність), яка падає з квадратом відстані - як у 1 / (r ^ 2). Якби радіотехнічне виявлення базувалося на цьому, було б непотрібним. Але, коли потужність падає з квадратом, амплітуда пропорційна квадрату потужності і падає як 1 / r. І саме амплітуду поля ми визначаємо по радіо (або рух, індукований електронами в дротяній антені). Якщо ви знаходитесь в 1 км від передавача і переходите до точки, що знаходиться в 100 км, амплітуда сигналу настільки сильна лише 1/100 - підсилювачі значення можуть легко впоратися. Якби радіо базувалося на потужності, значення було б 1/10000. Ви можете уявити проблему з передачею сигналів 5000 км (1/25000,

Я б ігнорував фотони. На відміну від радіо, фотон має енергію, що визначається частотою, і вам не потрібна квантова механіка для радіо.

Потужність сигналу падає як квадратна функція для полів E, тому що площа, охоплена випромінюваним сигналом, збільшується на квадрат відстані, радіус.

Думаю, що питання щодо фотонів ... Ключовим є те, що фотони є квантами за частотою, класифікованою на світлі, де радіохвилі є квантом на частоті нижче світла. Але я насправді не знаю. Де Річард Фейнман, коли він вам потрібен ...