ラジオの原理

電気のより魅力的な用途の1つは、電波と呼ばれる目に見えないエネルギーの波紋の生成です。 。交流に関するこのレッスンの範囲が限られているため、概念を完全に探求することはできません。いくつかの基本原則について説明します。

エルステッドが誤って電磁気学を発見したことで、電気と磁気が相互に関連していることがわかりました。

導体に電流を流すと、流れの軸に垂直な磁場が発生しました。同様に、導体が導体に垂直な磁束の変化にさらされた場合、その導体の長さに沿って電圧が生成されました。

これまでのところ、科学者たちは、電気と磁気が常に互いに直角に影響しているように見えることを知っていました。しかし、主要な発見は、関連する垂直性というこの一見単純な概念のすぐ下に隠されており、その発表は現代科学の極めて重要な瞬間の1つでした。

電界と磁界の関係

物理学におけるこの画期的な進歩は誇張するのは難しいです。この概念革命の責任者は、スコットランドの物理学者ジェームズクラークマクスウェル（1831-1879）でした。彼は、4つの比較的整然とした方程式で電気と磁気の研究を「統合」しました。

本質的に、彼が発見したのは、その電場と磁場 電流が流れるための導電性経路の存在の有無にかかわらず、本質的に互いに関連していた。より正式に言えば、マクスウェルの発見は次のとおりです。

変化する電場は垂直磁場を生成します および

変化する磁場は垂直な電場を生成します。

これらはすべてオープンスペースで行われる可能性があり、光の速度で空間を移動するときに、交互の電界と磁界が互いに支え合っています。宇宙を伝播する電界と磁界のこの動的構造は、電磁波としてよく知られています。 。

電磁波からなる自然放射エネルギーにはさまざまな種類があります。光でさえ本質的に電磁的です。 X線と「ガンマ」線放射もそうです。

これらの種類の電磁放射の唯一の違いは、それらの振動の周波数です（極性の前後の電界と磁界の変化）。 AC電圧源とアンテナと呼ばれる特別なデバイスを使用する 、（光よりもはるかに低い周波数の）電磁波を簡単に作成できます。

アンテナの種類

アンテナは、分散電界または磁界を生成するために構築されたデバイスにすぎません。アンテナの2つの基本的なタイプは、ダイポールです。 およびループ ：下の図

ダイポールアンテナとループアンテナ。

ダイポールは開回路にすぎず、ループは短絡にすぎないように見えますが、これらのワイヤは、適切な周波数のAC電源に接続すると、電磁界の効果的なラジエーターになります。双極子の2本の開いたワイヤは、一種のコンデンサ（誘電体によって分離された2本の導体）として機能し、電界は2つの密集したプレートの間に集中するのではなく、分散するように開いています。

ループアンテナの閉じたワイヤパスは、大きな空芯を備えたインダクタのように機能し、通常のインダクタのように集中して封じ込められるのではなく、フィールドがアンテナから分散する十分な機会を提供します。

動力を与えられた双極子がその変化する電場を宇宙に放射すると、変化する磁場が直角に生成され、波が光速で伝播するときに電場をさらに宇宙に維持します。

パワードループアンテナが変化する磁場を空間に放射すると、変化する電場が直角に生成され、アンテナから離れて送信される連続的な電磁波の同じ最終結果が得られます。どちらのアンテナも同じ基本的なタスクを実行します。それは、電磁場の制御された生成です。

アンテナの機能

アンテナを高周波AC電源に接続すると、アンテナは送信として機能します。 デバイス、AC電圧と電流を電磁波エネルギーに変換します。アンテナには、電磁波を遮断し、そのエネルギーをAC電圧と電流に変換する機能もあります。このモードでは、アンテナは受信として機能します デバイス：下の図

基本的な無線送信機と受信機。

たくさんありますが アンテナ技術についてさらに言えば、この簡単な紹介は、何が起こっているのかについての一般的な考えを与えるのに十分です（そしておそらくいくつかの実験を引き起こすのに十分な情報です）。

レビュー：

• ジェームズマクスウェルは、電場を変えると垂直磁場が発生することを発見しました。その逆も同様です。
• 互いに直角に振動し、光速で移動する2組の電場と磁場は、電磁波を構成します。 。
• アンテナ はワイヤーで作られたデバイスで、高周波AC電源から電力が供給されると、変化する電界または変化する磁場を放射するか、電磁場を遮断してAC電圧または電流に変換するように設計されています。
• ダイポール アンテナは2本のワイヤー（接触していない）で構成されており、主に通電時に電界を生成し、次に空間に磁界を生成します。
• ループ アンテナはワイヤーのループで構成されており、主に通電時に磁場を生成し、次に空間に電場を生成します。

関連するワークシート：

• 基本的な電磁気学および電磁誘導ワークシート