Elektromagnetické vlnění

VY_32_INOVACE_09-17

Vznik elektromagnetické vlny na dvouvodičovém vedení

≈≈ R

Vedení se soustředěnými parametry

≈≈

Oddálením desek kondenzátorů a narovnáním vinutí cívek vznikneDvouvodičové vedení s rozloženými parametry

Vysokofrekvenční generátor

SpotřebičVedení

vx

x

v

Obr.1,2

R

Rovnice postupné elektromagnetické vlny

≈≈vx

x

vf

Do bodu M dorazí elektromagnetická vlna se zpožděním τ,tedy v čase t´= t-τ

M

R

Obr.2

vxtUu

tUu

m

m

sin

sin

Další vztahy pro elektromagnetické vlnění

u -okamžitá hodnota napětíUm -amplituda napětíω - úhlová frekvence f - frekvence T -perioda λ - vlnová délka v - rychlost vlnění t - čas x -vzdálenost od zdroje

xTtUu m 2sin

fvvT

fT

22

Pro frekvenci 50 Hz se vlnový charakter děje na běžných vedeních

neprojeví ( ) a vlnová rovnice přechází v rovnici kmitání x

Tt

Postupná elektromagnetická vlna

≈≈ f R

Je-li na konci vedení ideální rezistor s odporem R,veškerá elmag. energie se v něm přemění v energii vnitřní a proud má ve vedení stejnou fázi jako napětí.Tj. v místech s maximem napětí ( max.E ) je i maximální proud (max.B)

Obr.3

Elektromagnetické pole

V prostoru mezi vodiči vzniká časově proměnné silové pole ,které má složku elektrickou a magnetickou

Toto pole se nazývá elektromagnetické pole Energie není přenášena samotnými vodiči,ale

elektromagnetickým polem mezi nimi

Tento děj má charakter vlnění

Stojatá elektromagnetická vlnaJe-li vedení na konci rozpojeno - vedení naprázdno Nastává na konci odraz vlněníOdražená a postupující vlna se skládajíVzniká stojaté vlněníFázový rozdíl mezi napětím a proudem a vektory Dochází k periodickým změnám energie el. pole v energii mag. poleEnergie je soustředěna mezi vodiči a nevyzařuje se do okolí

R

Obr.4

2

E a B je

Elektromagnetický dipól - anténa Rozevřeme dvouvodičové vedení naprázdno o délce do svislého

směru Vznikne tzv. půlvlnný dipól - V okolí dipólu vzniká elektromagnetické pole – má elektrickou složku

charakterizovanou vektorem a magnetickou složku charakterizovanou vektorem .Tyto složky nelze od sebe oddělit.

Anténa vyzařuje do prostoru energii v podobě elektromagnetického vlnění

4

2

l

BE

Obr.5

Děkuji za pozornost

Autor DUM: RNDr.Jana BochenkováAutor obrázků 1,2: RNDr.Jana Bochenková

Zdroj obrázků 3,4,5:LEPIL, Oldřich a Přemysl ŠEDIVÝ. Fyzika pro gymnázia: Elektřina a magnetismus. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1995, s. 248-250. ISBN 80-85849-47-X.