Unde electromagnetice

Undă electromagnetică sinusoidală

CONVERSION

Lungimea de undă

BACKLINK OVERVIEW

Spectrul frecvențelor

Obținerea undelor electromagnetice

Obținerea undelor electromagnetice

Pentru obținerea undelor electromagnetice Hertz (care descoperise experimental undele electromagnetice) a folosit dispozitivul inventat denumit oscilator. Acesta constă din două tije, între capetele cărora se produce o descărcare electrică, adică se creează un cîmp electric variabil. Se poate considera că oscilatorul lui Hertz este un circuit oscilant deschis.

Circuitul oscilant deschis

Un circuit oscilant va produce un câmp electromagnetic captiv în interiorul circuitului. Dacă deschidem circuitul, îl întindem, atunci el va emite o undă electromagnetică.

Orice fir are o capacitate electrică și o inductanță, ceea ce însemană că un fir legat la o sursă de curent alternativ va emite o undă cu pulsația egală cu cea a curentului. De asemnea un fir va putea recepționa o undă electromagnetică, în lungul lui apărând un curent electric oscilant.

Antena

Antena

O antenă este un dispozitiv electric ce transformă curenții electrici variabili în unde radio și invers. Aceasta este utilizată de obicei ca emițător, sau receptor radio. În transmisie, un emițător radio furnizează un curent electric variabil cu o frecvență din domeniul radio la bornele antenei, iar antena radiază energia curentului electric sub formă de unde electromagnetice (unde radio). La recepție, antena captează o parte din energia unei unde electromagnetice, pentru a produce o mică tensiune la terminalele sale. Aceasta se aplică unui receptor, pentru a fi amplificată.

Antenele sunt utilizate la emisia și recepția undelor electromagnetice sau a direcției undelor recepționate, fiind componente esențiale ale tuturor echipamentelor care utilizează unde radio. Ele sunt folosite în sisteme cum ar fi radiodifuziune, televiziune, comunicații radio bi- și multidirecționale, radar, telefonie mobilă, comunicații prin satelit, telecomanda radio, microfon fără fir, dispozitive Bluetooth, rețele wireless pentru calculatoare etc.

Undele radio

-Frecventa: între 2*10^4 si 10^9.

-Lungimea de undă [ 0.3m,1.5*10^4].

Undele radio sunt unde electromagnetice utilizate în special pentru transmisii de radio și televiziune, cu frecvențe de la câțiva kilohertz până la câțiva gigahertz.

Microundele

-Frecvența [10^9 Hz ,3*10^11 Hz]

-Lungimea de undă [1mm, 30 cm]

Microundele sunt folosite atât în comunicații cât și în cuptorul cu

microunde.

11

Radiația infraroşie

Radiația infraroșie

-Frecvența [3*10^11 Hz ; 3.85*10^14]

Frecventa lor depinde de temperatura corpurilor,ceea ce face posibilă utilizarea acesteia la măsurarea temperaturii diferitor obiecte.

Utilizarea : medicină, scopuri militare(vedere nocturnă), monitorizarea mediului inconjurător, comunicații si telecomunicații.

111

Radiația vizibilă

Radiația vizibilă

-Frecvența [3.85*10^14 ; 7.89*1-^14]

Este singurul tip de radiație perceput de ochiul uman fără mijloace ajutătoare. Radiațiile vizibile sunt emise de soare, lămpi becuri și sunt ușor de perceput de ochiul uman.

Radiația ultravioletă

Radiația ultravioletă

-Frecvența: între 750 THz (380 nm) până la 30 PHz (10 nm).

Descoperirea razelor ultravioletea provenit de la experientele de înnegrire a sărurilor de argint sub acțiunea luminii. În anul 1801 fizicianul german Johann Wilhelm Ritter (1776-1810) observă că stratul de clorură de argint se înnegrește și în afară domeniului razelor vizibile; aceste radiații invizibile el le-a denumit ,raze oxidante". Razele UV și cele infraroșii vor fi numite în tot secolul al XIX-lea ,raze chimice".

11 1 1 1

Radiația X (Rontgen)

Radiația X (Rontgen)

-Frecvența [3*10^16HZ; 3*10^20 Hz]

Fizicianul german Wilhelm Conrad Röntgen, bombardând un corp metalic cu electroni rapizi, a descoperit că acesta emite radiații foarte penetrante, radiații pe care le-a denumit raze X.

11111

Radiația Gamma

Radiația Gamma

Prezintă radiația cu cea mai inaltă frecvență,si respectiv este cel mai periculos tip de radiație. Este produsă de interacțiuni între particule subatomice, cum ar fi in dezintegrările radioactive sau la ciocnirea si anihilarea unei perechi electron – pozitron, fiind purtătoare de energie ridicată, deci foarte penetrante, in consecință foarte periculoase pentru materia organică.

111111

Metode de protecție împotriva radiațiilor electromagnetice

Metode de protecție împotriva radiațiilor electromagnetice

Cum se poate corecta instalația electrică?

Se verifică împământarea, care nu trebuie să aibă nici o defecțiune, iar cablurile de alimentare trebuie sa fie izolate.

• La ce distanță trebuie să dormim față de aparatele casnice? La 50cm față de ceasul deșteptător, față de prize etc. Micile transformatoare generează câmpuri magnetice puternice, de aceea ele nu trebuie să fie amplasate în apropierea patului.

• Televizoarele sau combinele electrice sunt periculoase? Aceste echipamente sunt periculoase: razele emise de ele traversează pereții despărțitori. Din acest motiv este necesară închiderea sau chiar debranşarea lor înainte de culcare.

• Circuitele electrice generează câmpuri electrice, chiar dacă nu sunt puse în funcțiune, deoarece una din cele două faze rămâne activă.

Modelarea in atmosfera

Modelarea in atmosfera

La propagarea undelor electromagnetice, o mare influenţă o au starea şi structura atmosferei. Din punctul de vedere al structurii sale, atmosfera este împărţită în trei grupe:

• Troposfera, a cărei limită superioară este de cca. 10 – 12km;

• Stratosfera, a cărei limită superioară este de cca. 60 – 80km;

• Ionosfera, care este compusă din câteva straturi cu concentraţii mari de ioni, deci cu proprietăţi bune în privinţa conductivităţii electrice

Traseele de propagare

Traseele de propagare

Mărimea energiei electromagnetice reflectată de la straturile ionizate depinde de frecvenţa undelor, de starea atmosferei şi de unghiul de incidenţă.

Undele electromagnetice se pot clasifica după traseele de propagare, astfel:

• undele de suprafaţă, care ajung la punctul de recepţie propagându-se la suprafaţa Pământului;

• undele spaţiale, care ajung la punctul de recepţie după ce sunt reflectate de troposferă sau ionosferă.

Reflexia

Reflexia

Unul dintre cele mai importante fenomene întâlnite de o undă radio este reflexia. Când o unda lovește un obiect plan care este mai mare decât unda în sine, în funcție de mediu, unda se poate reflecta în altă direcție. Fenomenul se petrece că și în cazul luminii.

Undele de până la 1GH2 se reflecta din particulele încărcate ale ionosferei(de aceea, noaptea, o persoana din Carolina de Nord poate asculta o statie radio din Chicago). Undele de peste IGH2(microundele) se pot reflecta din obiecte mai mici, precum uși de metal, drumuri, eladiri, pereți etc.

Împrăștierea

Împrăștierea unei unde electromagnetice poate fi percepută ca o reflexie multiplă. Acest fenomen se petrece când lungimea de undă a semnalului electromagnetic este mai mare decât particulele mediului prin care acesta trece. Cel mai simplu exemplu este regăsit când o unda trece prin smog sau furtuni de nisip.

1 11 1 1 1

Refracția

Un semnal poate fi "îndoit", când semnalul trece dintr-un mediu în altul cu densitate diferită, astfel producandu-se fenomenul de refracție.

Difracția

- Difracția presupune "îndoirea" unei unde electromagnetice în jurul unui obiect, la întâlnirea acestuia prin mediul de propagare.

Difracția

Modulația în frecvență

Modulația în frecvență

Modulația în frecvență presupune producerea unui semnal a cărui frecvență variază în funcție de unda purtătoare. Modulația în frecvență devine modulație în fază atunci când faza semnalului purtător este integrală timpului semnalului FM.- Acest tip de modulație se folosește în transmiterea sunetelor(radio-ul, stațiile de emisie- recepție și unele sisteme de transmisie video).

Modulația în fază

Modulația în fază este o formă de modulație care reprezintă informația ca variații ale valorii instantanee a fazei undei purtătoare. Spre deosebire de FM, această tehnică este mai puțin populară în transmiterea datelor pentru că necesită o aparatură mai complexă la receptor.

Modulația în amplitudine

Modulația în amplitudine se defineşte ca fiind multiplicarea unui semnal în domeniul timp cu un alt semnal în domeniul timp. Modularea în amplitudine poate să apară numai dacă unda finală este compusă din cel puţin două semnale distincte. Poate fi vorba despre unde electrice sau de vibraţii. Modularea este un process neliniar care dă întotdeauna naştere unor componente de frecvenţă ce nu se regăsesc în niciunul dintre cele două semnale iniţiale.