Слаботочка Книги

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

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