|
| |
|
Слаботочка Книги  Рис. 13.26. Квазистационарное электромагнитное поле диполя Герца. Во вторую четверть периода {tz Ч- /4) происходит разряд вибратора до напряжения = О при токе, увеличивающемся от нуля до максимума, за счет энергии того же источника. Состояние полей вибратора к концу второй четверти периода [/4 = изображается максимальным числом линий магнитного поля при полном отсутствии электрических силовых линий. В дальнейшем описанные процессы повторяются, но только с той разницей, что в соответствии со знаками зарядов и направлением тока вибратора направление линий электрического или магнитного поля изменяется на обратное. Таким образом, электромагнитное поле вибратора, по которому проходит медленно изменяющийся ток, находится в ограниченном пространстве вокруг вибратора (в пределах сферы радиусом V4). Такое поле называется квазистационарным (мнимостацио-нарным). Для квазистационарного поля характерно следующее: 1) поле неразрывно связано с движущимися в вибраторе зарядами и потому не выходит за пределы ограниченного пространства (не излучается), 2) между электрическим и магнитным связанными полями существует сдвиг по фазе на 90°. Если же ток в вибраторе имеет высокую частоту (рис. 13.27), то характер рассматриваемых явлений существенно изменяется: часть энергии электромагнитного поля, создаваемого током вибратора, оказывается свободной, не связанной с вибратором, и распространяется в пространстве в форме электромагнитных волн. Возникновение свободного электромагнитного поля обусловлено тем, что быстро изменяющееся магнитное поле вызывает в пространстве переменное электрическое поле, а быстро изменяющееся электрическое поле возбуждает переменное магнитное, которое совместно с возникшим электрическим удаляется от вибратора. Условимся изображать свободное магнитное поле в местах пересечения его линий с плоскостью рисунка крестиками и точками в кружочках, а связанное магнитное поле - без кружочков. Свободное и связанное электрические поля можно различить на рисунке тем, что силовые линии связанного поля начинаются на положительных и кончаются на отрицательных заряда) вибратора, а силовые линии свободного поля замкнуты, т. е. не имеют ни начала, ни конца. Пусть исходное состояние вибратора {t = 0) будет таким же, как в предыдущем случае: ток максимальный, направленный снизу вверх; этому току соответствует связанное с вибратором магнитное поле максимальной напряженности, электрическое поле отсутствует. В первую четверть периода {t - /2), когда вибратор заряжается уменьшающимся током, возникает электрическое поле нарастающей напряженности, которое связано с зарядами вибратора. Так как ток вибратора уменьшается, то связанное магнитное поле постепенно исчезает, но происходящее одновременно усиление 348 электрического поля вызывает согласно первому уравнению Максвелла свободное магнитное поле. К моменту времени = Т/4 электромагнитное поле оказывается расположенным в зоне радиусом причем электрическое поле максимально по напряженности и связано с зарядами вибратора, а оставшееся магнитное поле свободное, оно не связано с током вибратора. Во вторую часть периода {t = tz = Т/4 Т/2) уменьшение напряжения на вибраторе сопровождается исчезновением  Рис. 13.27. Иллюстрация процесса излучения диполя Герца при помощи линий электрического и магнитного полей. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 [115] 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |