In una domanda precedente , ho chiesto se avere 2 bobine di filo con l'elettricità che scorre dall'una all'altra è RF, e hanno risposto che non era la radiofrequenza. Ero perplesso perché pensavo che si trattasse della trasmissione wireless di un campo magnetico mutevole, che era quindi RF.

Pensavo che la frequenza dell'oscillazione della corrente AC fosse la frequenza della RF (quindi un ingresso AC a 60 hertz pensavo che mi avrebbe dato un segnale RF a 60 hertz). Bene, mi è stato detto di NON.

Vorrei sapere la differenza tra radiazione elettromagnetica e un semplice campo elettromagnetico in evoluzione.

Ci sono due motivi per cui la tua domanda precedente non riguardava la radio. Il primo è che la radio passa ufficialmente da 3kHz a 300GHz. Il secondo è che un trasformatore si basa su un principio diverso rispetto alle onde radio. Questa seconda ragione è di che cosa si tratta: un trasformatore si basa sull'elettromagnetismo, le onde radio si basano sulla radiazione elettromagnetica.

Comprendere questo argomento è davvero difficile ed esiste per molte persone su molti presupposti. Proverò a dare una spiegazione semplice per un profano, per il quale dovrai accettare alcune ipotesi in più rispetto alla spiegazione dettagliata di seguito.

Spiegazione Layman

Come sapete, un campo magnetico significa che alcuni materiali come i metalli sono attratti da altri. Si può generare un campo magnetico lasciando passare una corrente alternata attraverso un filo o una bobina. Questo è ciò che accade nella bobina primaria di un trasformatore. Al contrario, un cambiamento in un campo magnetico genererà una corrente in una bobina - questo è ciò che accade nella bobina secondaria. Queste proprietà dei campi magnetici e della corrente sono chiamate induzione elettromagnetica .

Le radiazioni elettromagnetiche sono una forma particolare del campo elettromagnetico. Nelle radiazioni elettromagnetiche, il campo magnetico creerà un campo elettrico (basta supporre che), ma più lontano dal conduttore che ha iniziato con la creazione del campo elettromagnetico. Il campo elettrico creerà un campo magnetico, ancora più lontano, e così via. Va avanti e avanti, a causa delle proprietà specifiche del campo. Questa è la chiave per le radiazioni elettromagnetiche.

Quando si esegue il test con un trasformatore, la bobina secondaria esiste all'interno di una lunghezza d'onda dell'onda prodotta. Ciò significa che la corrente nella bobina secondaria non esiste a causa della radiazione elettromagnetica, ma a causa dell'induzione elettromagnetica: i campi non si creano l'un l'altro.

Puoi provare l'esistenza della radiazione elettromagnetica trasportando le onde su più di una lunghezza d'onda - solo allora puoi essere sicuro che i campi si creano l'un l'altro.

Spiegazione dettagliata

C'è un po 'di confusione qui, e la causa di ciò è che il principio teorico dietro le onde radio e la frequenza radio, non vanno necessariamente d'accordo. Dai un'occhiata alla Radio Wikipedia :

La radio è la trasmissione wireless di segnali attraverso lo spazio libero mediante radiazione elettromagnetica di una frequenza significativamente inferiore a quella della luce visibile, nella gamma di radiofrequenze, da circa 30 kHz a 300 GHz. Queste onde sono chiamate onde radio. La radiazione elettromagnetica viaggia per mezzo di campi elettromagnetici oscillanti che attraversano l'aria e il vuoto dello spazio.

^{Nota: credo che il minimo di 30kHz dovrebbe essere 3kHz (riferimento: qui e qui )}

Si può vedere che potrebbero esserci altre onde, basate sullo stesso principio e che funzionano allo stesso modo, con una frequenza <3kHz o> 300GHz, che quindi non fanno parte di "Radio". Quelle onde non sono onde radio e non sono nello spettro RF, ma sono uguali quando si dimentica la frequenza.

Ma c'è di più! Le onde radio sono radiazioni elettromagnetiche . La radiazione elettromagnetica contiene due componenti, uno elettrico e uno magnetico. Questi componenti si creano reciprocamente, come detto sopra. Il campo magnetico rosso crea un campo elettrico blu, che crea il campo magnetico successivo e così via.

Dalla radiazione elettromagnetica Wikipedia :

Le radiazioni elettromagnetiche sono una forma particolare del campo elettromagnetico più generale (campo EM), prodotto dalle cariche in movimento. La radiazione elettromagnetica è associata a campi EM che sono abbastanza lontani dalle cariche in movimento che li hanno prodotti che l'assorbimento della radiazione EM non influenza più il comportamento di queste cariche in movimento.

Quello che stavamo cercando di fare nella tua domanda precedente era semplicemente raccogliere il campo magnetico debole , perché è quello che fa una bobina secondaria.

Credo che si sta ora chiedendo: ma non un trasformatore faccio radiazioni elettromagnetiche, o è solo un campo magnetico? Diamo un'occhiata, con la radiazione elettromagnetica Wikipedia :

... i campi elettrici e magnetici in EMR ¹ esistono in un rapporto costante di intensità l'uno con l'altro, e si trovano anche in fase ...

^{1: radiazione elettromagnetica, rispetto al campo elettromagnetico - nota dell'autore}

Pensa al trasformatore. Un campo magnetico viene generato quando la corrente cambia . Diciamo che abbiamo un seno puro come corrente, . Possiamo ottenere il cambiamento della corrente in un momento specifico prendendo la derivata di quel seno, che è il coseno, quindi: . Ora dai un'occhiata alle funzioni e , che dovrebbero esistere in "un rapporto costante di forze tra loro" e in fase.$I(t)=sin(t)\cdot{}c$$B(t)=cos(t)\cdot{}c$$I(t)$$B(t)$

^{Nota: la costante è perché le formule dipendono anche da altre cose, che sono irrilevanti ora e costanti in una situazione specifica$c$}

Puoi già vedere che quelle funzioni non sono in fase. Non sono neanche in rapporto costante tra loro. Puoi vederlo tracciando :$f(t)=\frac{sin(t)}{cos(t)}=tan(t)$

Quindi no, un trasformatore non irradia radiazioni elettromagnetiche. Le onde non hanno un rapporto costante di forza l'una con l'altra, né sono in fase. I test che hai fatto con un trasformatore nella tua domanda precedente , erano basati solo su un campo magnetico.

Questa differenza tra la raccolta di un campo magnetico e la radiazione magnetica è nota come differenza tra campo vicino e campo lontano .

Sommario

Ci sono due ragioni principali per cui i tuoi esperimenti non riguardavano la radio. Il primo è che era solo la frequenza sbagliata. Il secondo è che una bobina con una corrente alternata non fornisce radiazioni elettromagnetiche.

Riferimento

• Wikipedia: Radio , frequenza radio , radiazioni elettromagnetiche , Campo elettromagnetico , vicino e campo lontano
• Industry Canada, GL-01
• La tua domanda precedente qui
• Le trame sono state fatte con Wolfram | Alpha

L'accoppiamento del trasformatore 50 / 60Hz non è RF perché funziona mediante l'accoppiamento del campo reattivo in quello che è noto come "campo vicino". Ecco un'immagine da Wikipedia su campi vicini e lontani: -

Circa alla lunghezza d'onda dell'antenna (o alla frequenza che si sta utilizzando per accoppiare l'energia) il campo vicino diventa il campo lontano. Il campo lontano è considerato "RF corretta" ed è in grado di propagarsi con la sua radiazione che diminuisce come il quadrato della distanza.

Consideriamo ora un trasformatore a 50Hz - qual è la lunghezza d'onda - 6.000 km - vicino al campo magnetico funzionerà anche a 1.000 m - no. Non è rf

Penso che tu l'abbia già ampiamente ricavato dall'ultima frase. Un campo magentic che cambia non è lo stesso della radio.

La vera radio si sta propagandoenergia. Puoi pensare all'energia come legata in una danza specifica tra il campo E (elettrico) e il campo B (magnetico). I due oscillanti insieme nel modo giusto fanno sì che l'energia si propaghi alla velocità della luce attraverso lo spazio libero. La luce visibile ne è un esempio. È una piccola parte dello spettro più ampio che scende a (ma non a) DC e oltre i raggi gamma e i raggi cosmici. La radio AM comune è a circa 1 MHz, che ha una lunghezza d'onda di 300 metri. Comune frequenza FM circa 100 volte superiore e quindi lunghezza d'onda 100 volte più corta, quindi 100 MHz e 3 metri. Il WiFi funziona a circa 2,4 GHz, che è una lunghezza d'onda di 125 mm. Ci sono microonde con una lunghezza d'onda di qualche decimo di mm, la radiazione "terahertz" utilizzata negli aeroporti per guardare sotto i vestiti, infrarossi, luce visibile (circa 500 nm), raggi ultravioletti, raggi X, raggi gamma e così via. Tutti questi sono esattamente la stessa cosa ad eccezione della frequenza di oscillazione. Dato che viaggiano tutti alla stessa velocità della luce nello spazio libero, puoi anche caratterizzarli per la loro lunghezza d'onda.

I campi E e B possono supportare anche campi non propagatori. Avvolgi un filo attorno a un bullone d'acciaio o un'asta di ferrite, accendi la corrente e avrai un campo magnetico. I materiali ferromagnetici, come l'acciaio, saranno attratti da questo elettromagnete. Tuttavia, si noti che l'energia di questo campo non viene inviata da nessuna parte. Il campo esiste intorno all'elettromagnete e cade rapidamente con la distanza. Puoi anche variare il campo nel tempo guidando l'elettromagnete con corrente alternata, e quindi un altro elettromagnete vicino lavora all'indietro per emettere un segnale elettrico nei suoi fili dal campo magnetico mutevole. In realtà, questa è la base per il funzionamento dei trasformatori. Sì, puoi trasferire segnali e persino una potenza significativa in questo modo, ma non è la radio. Per esempio, non c'è modo di disporre un gruppo di elettromagneti in modo che un raggio di disturbo del campo B venga irradiato in una particolare direzione. Puoi modellare il campo localmente, e il campo in teoria si estende all'infinito alla velocità della luce, ma non è lo stesso diinvio di un'onda radio (o raggio luminoso o raggio radar, ecc.).

Proprio come puoi creare un dispositivo da campo B, puoi anche creare campi elettrici statici. Come per il campo magnetico dall'elettromagnete, questo campo elettrico può essere rilevato localmente e una potenza significativa trasferita a distanza ravvicinata. Ma ancora una volta, l'energia di quel campo non viene "inviata" da nessuna parte. Affinché l'energia si irradi davvero da sola richiede la giusta interazione tra i campi B ed E che chiamiamo radiazione elettromagnetica . Spesso diventiamo un po 'sciatti e ci riferiamo a qualcosa di radio come "RF". La RF sta davvero per radiofrequenza , ma spesso la usiamo per indicare la radio di qualsiasi tipo.

Da Wiki :

La frequenza radio (RF) è un tasso di oscillazione nell'intervallo da circa 3 kHz a 300 GHz, che corrisponde alla frequenza delle onde radio e alle correnti alternate che trasportano segnali radio.

Perché 3KHz e non, diciamo, 2.9 KHz? convenzione !

Il fatto è che le radiazioni elettromagnetiche possono verificarsi a qualsiasi frequenza, ad esempio lo spettro ELF va da 3 Hz a 300 Hz, ma la radiazione EM non è necessariamente RF .