Ondas electromagnéticas [cerradas]

También vea ... ¿Por qué? ¿Un inductor no es una buena antena?

Respuesta simple: durante cualquier semiciclo positivo de corriente alterna, una bobina transformadora envía un campo magnético que rodea la bobina. A continuación, la onda de CA disminuye a cero, y el campo magnético entonces se colapsa hacia dentro. (La energía en el campo magnético es recuperada por la bobina). En otras palabras, el campo magnético "se hincha hacia afuera" pero luego es "aspirado de nuevo". Así es como funcionan los inductores, para AC

Las antenas de bucle son ligeramente diferentes. Se comportan igual que los inductores, con un campo magnético que se infla hacia afuera y luego se retrae. Pero con las antenas de bucle, la velocidad de cambio de campos es demasiado rápida, y los cambios de campo solo pueden moverse a la velocidad de la luz. Con las antenas de bucle, solo una parte del campo se tira hacia adentro y se recupera por la bobina. Otra parte vuela hacia el exterior y se pierde.

Entonces, un inductor o transformador recupera el 100% del campo magnético cada vez que la corriente cae a cero ... pero una antena de bucle solo recupera un porcentaje menor del campo, mientras que el resto se irradia como ondas.

Aquí hay una simulación de un inductor conducido con CA, de un curso de física de EM en MIT. El inductor en el video es microscópico, y está ubicado en el centro de la pantalla. Su campo magnético se expande y se contrae, y toda la energía magnética se recupera durante cada ciclo interno:

vid: proyecto Teal del MIT, campo AC de campo cercano

Arribaestáelinductor,mientrasqueaquíabajoestásusimulacióndeunaantenadebucle.Sólounapartedelcamposedevuelvealinductor.Algunosdeellosseescapanysevanvolando:

vid: Antena con campo cercano

Finalmente, aquí está el patrón de campo para una antena pura. La zona "cerca del campo" con su patrón de expansión / contracción, esa parte es pequeña y está en el centro. El "campo lejano" circundante muestra las ondas EM irradiadas.

vid: Vista de campo lejano de la antena

MIT 8.02 también tiene una simulación de un inductor donde la corriente cambia repentinamente a un valor más alto. Se lanzan los ampliadores de patrón de campo magnético y también una onda transitoria de EM pulsada:

vid: Inductor w / step-current

¿Cuál es la diferencia entre una antena de cuadro y un inductor? Una antena de bucle es físicamente grande en comparación con el retardo de la velocidad de la luz y con la longitud de onda de CA. Cuando sus campos habituales comienzan a actuar como ondas que se mueven a través de la antena, pierde la capacidad de "arrastrar" todo el patrón de campo. Los inductores son diferentes; Son microscópicos en comparación con las ondas EM. Eso significa que sus campos pueden cambiar todos juntos al mismo tiempo, sin olas involucradas. Pueden "arrastrar" todo el campo en su conjunto.

Por supuesto, todos los inductores se escapan un poco. Por esta razón, incluso el inductor más pequeño puede convertirse en una antena transmisora. Solo déle una corriente un millón de veces mayor de la que necesitaría una antena de bucle eléctricamente grande que tenga un diámetro de un cuarto de onda.

Referencia: animaciones de video MIT para Física 8.02 E & M

  

Tengo un problema para entender cómo funcionan las ondas electromagnéticas

La mayoría de la gente lo hace incluyéndome a mí.

  

¿Por qué los transistores crean ondas EM cuando están cambiando?

Cualquier campo eléctrico o corriente cambiante tenderá a crear ondas EM en mayor o menor medida

  

Y diferencia entre antena y transformador con bobina secundaria.

Una antena convierte la impedancia de una señal eléctrica en una impedancia compatible con el espacio (es decir, 377 ohmios en vacío). También actúa como una interfaz entre un cable y el espacio que permite que la mayor parte de la energía eléctrica pase al espacio como una onda EM (también una potencia).

¿Eso suena como un transformador regular?

  

Cuando tengo una antena, el campo EM está cambiando y los electrones van   hacia adelante y hacia atrás y el circuito con antena no está cerrado, por lo que   Puede encender una bombilla con dos cables.

Cuando transmites una onda EM, es potencia real y cuando la recibes, recibes energía, por lo que, en principio, podría encender una lámpara. Piense en ello como un potente LED: transmite luz en la mayoría de las direcciones. Esa luz es el poder real. Piense en un panel solar: recibe esa energía y la convierte en electricidad.

La luz ES una onda electromagnética.

  

El transformador también usa CA, entonces ¿por qué el circuito necesita estar cerrado para   corriente de flujo?

Porque no busca convertir la electricidad en una onda EM. Si lo hiciera, habría pérdidas considerables y habríamos agotado hace mucho nuestros recursos de hidrocarburos actualmente en disminución. Piense en cómo cosecharía toda la energía producida por el LED que mencioné: tendría que rodear totalmente ese dispositivo con paneles solares. La eficiencia del LED podría ser del 40%. La eficiencia del panel solar es de alrededor del 20%. Todo esto significa grandes pérdidas para la transferencia de energía sin errores.

enlace

El enlace anterior intenta responder cómo la antena irradia con la simple analogía de aplaudir nuestras manos. Esto podría ayudarte.