Как именно радиоволны генерируются током в самой цепи?

Мне 17 лет, и я новичок в электронике, и я изучил все в Интернете и надеюсь продолжать делать это со всеми ресурсами. Я покопался и не могу найти кратких ответов на этот вопрос ...

Как именно распространяются радиоволны, и как я могу построить простую пару каналов, из которой один может отправлять радиоволны, а другой - перехватывать их?

Я прочитал разные вещи в разных источниках, и я свяжу их все здесь:

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

Вышеупомянутый сайт утверждает, что радиоволны по сути являются EM (знал это), но упоминает фотоны. Фотоны - это сущность всех ЭМ, но в простой цепи ток протекает через батарею. Как бы я производил фотоны из одностороннего тока?

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

На этом сайте утверждается, что вы можете «создавать радиоволны», просто имея электрическое поле, которое является электрической цепью. Итак, по этой логике, любая электрическая цепь производит радиоволны как есть? В таком случае, гомополярный двигатель также будет технически генерировать радиоволны (да, это полная схема)? Итак, тогда радиоволны будут распространяться по схеме в зависимости от того, сколько раз схема включается и выключается, чтобы я мог кодировать данные по шаблонам, просто удалив и поместив аккумулятор обратно в схему? Я не понимаю Кто-нибудь может прояснить эту статью больше?

То, что я хочу сделать, - это сделать две простые цепи из меди и создать радиоволны, которые будут перехватывать другие цепи, и использовать вентиль AND для беспроводного включения светодиода.

Однако я не совсем понимаю, как распространяются радиоволны!

Не беспокойтесь о фотонах, если не хотите углубляться в квантовую физику. Фотон - это квант электромагнитного излучения, который также является волной. Я еще не нашел применение в радиочастотной инженерии, где квантовые эффекты актуальны.

Во всех электронных схемах есть два поля: электрическое и магнитное. Электрическое поле связано с напряжениями, а магнитное с токами.

У нас есть компоненты, которые создают сильные электрические поля: конденсаторы.

У нас также есть компоненты, которые создают сильные магнитные поля: индукторы.

В каждом из этих компонентов мы считаем один вид полей доминирующим. Но подумайте, что произойдет, если мы быстро изменим магнитное поле через индуктор, скажем, пропустив через него сильный постоянный магнит: между клеммами индуктора будет существовать напряжение. Это напряжение является электрическим полем. Мы называем это законом индукции Фарадея .

Подобная вещь может случиться с конденсатором. Чтобы изменить электрическое поле, должен быть ток. Или, если вам удастся изменить электрическое поле, вы найдете где-то ток. Управлять электрическим полем внутри конденсатора гораздо сложнее, чем пропустить магнит через катушку, но если вы сможете создать соответствующий экспериментальный аппарат, вы обнаружите, что это правда.

Таким образом, изменяющееся электрическое поле может создавать магнитное поле. Изменяющееся магнитное поле может создавать электрическое поле.

Электромагнитное излучение - это эти два поля, создающие друг друга в свободном пространстве. Изменяется электрическое поле, создавая изменение магнитного поля прямо перед ним, создавая изменение электрического поля прямо перед ним ...

Чтобы эти поля излучались в свободном пространстве, как это, вы должны создать оба, в фазе, перпендикулярно друг другу. Вот почему конденсатор не является хорошей антенной: он создает сильное электрическое поле, но магнитное поле относительно мало. Он излучает немного, но в основном энергия застревает в электрическом поле, не в состоянии излучать, потому что у него нет магнитного поля, чтобы уносить его от конденсатора. То же самое относится и к индуктору, с током и напряжением, магнитным и электрическим обменом. Посмотрите, почему индуктор не является хорошей антенной?

Антенны - это просто протекающие индукторы или конденсаторы. Многие антенны одинаково обе одновременно, так что их полное сопротивление является чисто резистивным на расчетной частоте, а не индуктивным или емкостным. Благодаря продуманной геометрии они создают магнитные и электрические поля перпендикулярно и синфазно, которые затем излучаются.

Радиоволны генерируются, когда электрическое поле быстро меняется: должен быть переменный ток.

Электрическое поле распространяется в космос. Когда вы меняете электрическое поле, его отдаленные части не изменяются мгновенно. Изменение ограничено скоростью света. Если вы колеблете электрическое поле, вы создаете волну.

Вы можете думать об этом как о пространстве, пронизанном повсюду электрическим полем; ваш контур просто создает в нем возмущение, как будто нарушает поверхность воды. Нарушение распространяется со скоростью света, как рябь в пруду. Если в вашей цепи постоянно течет постоянный постоянный ток, помехи возникают именно тогда, когда вы включаете его и выключаете.

(Действительно, электрическое оборудование вызывает помехи при его включении и выключении: реле, переключатели, коммутация щеток электродвигателя или что-либо, что генерирует искры: все излучают и могут мешать радиосвязи или чувствительному оборудованию.)

Радиопередающие схемы оптимизированы для излучения; они сознательно делают то, что разработчики стараются избегать в цепях, которые должны минимизировать их излучение (а это большинство цепей). Передатчики усиливают некоторый высокочастотный переменный ток и подают питание на антенну .

Есть много видов антенн, и как они все работают, это большая тема. Одним из примеров антенны является просто диполь с половиной длины волны: два длинных проводника, направленных в противоположных направлениях, каждый длиной в четверть длины волны.

Радиоволны не были объяснены, пока Джеймс Клерк Максвелл не описал электричество и магнетизм с помощью того, что сейчас называют уравнениями Максвелла. Они используют форму векторного исчисления и далеко не просты. По твоему вопросу все сводится к ускорению. Текущий ток не производит радио. Электроны должны ускоряться, подобно движению туда-сюда. Электроны движутся по проводам очень медленно, но вы можете очень быстро раскачивать их вперед и назад на очень короткие расстояния с помощью переменного электрического поля, подавая переменный ток на провод. Электроны меняют направление и будут излучать. Изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле, а изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле. Как будто электрические и магнитные поля оторваны от провода и разлетаются со скоростью света.

Вы также можете получить ускорение, идя по кругу (меняя направление в целом), и есть передатчики, которые работают таким образом. Не с проволокой в ​​кругу, с электронами в вакууме, движущимися очень быстро по кругу от сильного магнитного поля. Есть хорошие магниты, которые делают эту работу в старых схемах микроволновой печи. Поиск "магнетрон".

Простой способ продемонстрировать радио - дублировать оригинальные эксперименты с передатчиком искрового промежутка и проволочной петлей с небольшим промежутком, чтобы увидеть искру от полученной мощности. Сделайте поиск по искровым разрядникам и радиоволнам. Если вы сделаете один, будьте осторожны, что люди подберут ваши эксперименты на радио AM во всех направлениях.

Удивительный факт природы раскрывается уравнениями Максвелла, и именно это делает радио полезным для дальней связи. Мы ожидаем, что все, что излучается во всех направлениях, будет иметь мощность (интенсивность), которая падает с квадратом расстояния - как в 1 / (r ^ 2). Если бы радиообнаружение основывалось на этом, оно было бы почти бесполезным. Но, поскольку мощность падает с квадратом, амплитуда пропорциональна квадрату мощности и падает как 1 / r. И это амплитуда поля, которое мы обнаруживаем в радио (или движение, вызванное электронами в проводной антенне). Если вы находитесь на расстоянии 1 км от передатчика и отправляетесь в точку на расстоянии 100 км, амплитуда сигнала составляет всего 1/100 силы - усилители значений легко справятся. Если бы радио было основано на мощности, значение было бы 1/10000. Вы можете представить себе проблему отправки сигналов 5000 км (1/25 000,

Я бы проигнорировал фотоны. В отличие от радио, у фотона есть энергия, определенная частотой, и вам не нужна квантовая механика для радио.

Мощность сигнала падает как квадратная функция для полей E, потому что площадь, покрываемая излучаемым сигналом, увеличивается как квадрат расстояния, радиуса.

Я думаю, что дело в фотонах ... Ключ в том, что фотоны - это кванты на частоте, классифицированной на свет, где радиоволны - это кванты на частоте ниже света. Но я действительно не знаю. Где Ричард Фейнман, когда он тебе нужен ...