전자기파와 전자기파의 차이점은 무엇입니까?


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A의 이전 질문 , 나는 다른 하나에서 흐르는 전기와 전선의 2 개 코일을 갖는 RF 경우 물었고, 그들은 무선 주파수 아니라고 대답했다. 나는 이것이 변화하는 자기장의 무선 전송이라고 생각했기 때문에 당황했다.

AC 전류 발진 속도는 RF의 주파수라고 생각했습니다. (60 헤르쯔 AC 입력은 60 헤르츠 RF 신호를 줄 것이라고 생각했습니다.) 글쎄, 나는하지 않았다.

전자기 방사선과 평범하고 변화하는 전자기장의 차이점을 알고 싶습니다.

답변:


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이전 질문 이 라디오에 관한 것이 아닌 두 가지 이유가 있습니다 . 첫 번째는 라디오가 공식적으로 3kHz에서 300GHz로 이동한다는 것입니다. 두 번째는 변압기가 전파와 다른 원리를 기반으로한다는 것입니다. 두 번째 이유는 귀하의 질문입니다. 변압기는 전자석을 기반으로하며, 전파는 전자기 방사선을 기반으로합니다.

이 주제에 대한 이해는 실제로 어렵고 많은 사람들에게 많은 가정이 있습니다. 평신도에 대해 쉽게 설명하려고 노력할 것입니다. 아래의 자세한 설명보다 더 많은 가정을 받아 들여야합니다.

레이맨 설명

아시다시피, 자기장은 금속과 같은 일부 재료가 다른 재료에 의해 끌린다는 것을 의미합니다. 교류 전류가 와이어 또는 코일을 통해 흐르게함으로써 자기장을 생성 할 수있다. 이것이 변압기의 1 차 코일에서 발생하는 것입니다. 다른 방법으로, 자기장의 변화는 코일에 전류를 생성 할 것입니다-그것이 2 차 코일에서 일어나는 것입니다. 자기장과 전류의 이러한 특성을 전자기 유도 라고 합니다.

전자기 방사선은 전자기장의 특정 형태입니다. 전자기 방사선에서, 자기장은 전기장을 생성하지만 (그냥 가정) 전자기장을 만드는 것으로 시작된 도체로부터 더 멀어집니다. 전기장은 자기장을 만들며, 더 멀리 떨어져있을 수도 있습니다. 필드의 특정 속성 으로 인해 계속 진행됩니다 . 이것이 전자기 방사선의 열쇠입니다.

변압기로 테스트 할 때 2 차 코일은 생성 된 파형의 한 파장 내에 존재합니다. 이는 2 차 코일의 전류가 전자기 복사로 인해 존재하지 않지만 전자기 유도로 인해 존재한다는 것을 의미합니다. 필드는 서로를 생성하지 않습니다.

하나 이상의 파장을 통해 전파를 전송하여 전자기 방사선의 존재를 증명할 수 있습니다. 그래야만 필드가 서로를 생성 할 수 있습니다.

상해

여기에는 약간의 혼동이 있으며 그 원인은 전파의 이론적 원리와 무선 주파수가 반드시 함께 가지 않아도된다는 것입니다. 상기 살펴보세요 라디오 위키 백과 :

라디오는 무선 주파수 범위에서 약 30 kHz ~ 300 GHz의 가시 광선 주파수보다 훨씬 낮은 주파수의 전자기 방사선에 의해 자유 공간을 통한 신호의 무선 전송입니다. 이 파도를 전파라고합니다. 전자기 복사는 공기와 공간의 진공을 통과하는 진동하는 전자기장을 통해 이동합니다.

참고 : 최소 30kHz는 3kHz 여야한다고 생각합니다 (참고 : herehere )

동일한 원리에 따라 동일한 방식으로 작동하는 <3kHz 또는> 300GHz의 다른 전파가 "Radio"의 일부가 아님을 알 수 있습니다. 이 파는 전파가 아니며 RF 스펙트럼에 있지 않지만 주파수를 잊었을 때도 동일합니다.

그러나 더 있습니다! 전파는 전자기 방사선 입니다. 전자기 방사선에는 전기와 자기의 두 가지 구성 요소가 포함됩니다. 위에서 언급했듯이 이러한 구성 요소는 서로를 만듭니다. 빨간색 자기장은 파란색 전기장을 만들어 다음 자기장 등을 만듭니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

로부터 전자기 방사선 위키 백과 :

전자기 방사선은 이동 전하에 의해 생성되는 보다 일반적인 전자기장 (EM 필드) 의 특정 형태입니다 . 전자기 방사선은 EM 방사선의 흡수가 더 이상 이들 이동 전하의 거동에 영향을 미치지 않는 이동 전하로부터 충분히 떨어진 EM 전계와 관련이있다.

우리가에서 일을하려고했다 당신의 이전 질문하는 것은 정말 약한 자기 픽업 된 필드를 그 보조 코일이 무엇 때문에.

나는 당신이 지금 궁금 같아요하지만 않는 변압기 전자기 방사선을, 아니면 그냥 자기장인가? 전자기 방사선 위키 백과 로 살펴 보겠습니다 .

... EMR 1 의 전기장과 자기장 은 서로 일정한 강도의 비율로 존재하며 위상에서도 발견됩니다 ...

1 : 전자기장과 비교 한 전자기 방사선-저자의 메모

변압기에 대해 생각하십시오. 전류가 변하면 자기장이 발생합니다 . 전류로 순수한 사인을 가지고 있다고 가정 해 봅시다. . 같이 코사인 인 그 사인의 파생물을 가져 와서 특정 순간의 전류 변화를 얻을 수 있습니다 . 이제 함수 와 살펴보면 "상대적인 강도의 비율"과 위상에 존재해야합니다.B ( t ) = C O S ( t ) I(t)=sin(t)cI ( t ) B ( t )B(t)=cos(t)cI(t)B(t)

참고 : 상수 는 수식이 다른 상황에도 의존하기 때문에 특정 상황에서는 현재와 일정하지 않습니다.c

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

당신은 이미 그 기능들이 단계적이지 않은 것을 볼 수 있습니다. 그들은 서로 일정한 비율이 아닙니다. 를 플로팅하면 알 수 있습니다 .f(t)=sin(t)cos(t)=tan(t)

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

따라서 변압기는 전자기 방사선을 방출하지 않습니다. 파도는 서로에 대한 강도의 비율이 일정하지 않으며 위상도 다릅니다. 이전 질문 에서 변압기로 수행 한 테스트 는 자기장에 기초한 것입니다.

자기 픽업 간의 차이 필드 및 자기 방사선 의 차이로 알려진 근거리 및 원거리 필드 .

요약

실험이 라디오에 관한 것이 아닌 두 가지 주요 이유가 있습니다. 첫 번째는 잘못된 주파수였습니다. 두 번째는 AC 전류의 코일이 전자기 방사선을 제공하지 않는다는 것입니다.

참고


이것은 모두 매우 슬프다. 평신도 설명이 필요할 때마다 답은 삼각 함수를 갖는 가젤 리온 그래프를 포함합니다. 나는 이것이 그렇게해서는 안된다고 강력하게 믿는다.
sharptooth

@sharptooth 당신이 맞아요. skyler가 이것을 이해할 수 있다고 생각하지만 답의 맨 위에 평신도 설명을 추가했습니다.

@OlinLathrop 확실합니까? Wikipedia와 나의 물리학 책은 다르게 보입니다. 두 분야는 고정 비율을 가져야한다고 생각합니다. 한 필드는 수평이고 다른 필드는 90도 각도입니다. 다이어그램은 3 차원을 보여주기위한 것입니다.

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@OlinLathrop 좋은 지적입니다. 나는 당신의 논리를 따르지만 두 필드의 위상이 다른 다이어그램을 찾을 수 없습니다. 이에 대한 지식이 없어서 이에 대해 질문했습니다 : electronics.stackexchange.com/q/64519/17592

@Kortuk 흠, 그리고 Maxwell의 방정식은 어떻습니까? 또한, electronics.stackexchange.com/q/64519/17592 :)에 응답하는 것을 고려할 수도 있습니다.

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50 / 60Hz 트랜스포머 커플 링은 "근거리 필드"로 알려진 리 액티브 필드 커플 링으로 작동하므로 RF가 아닙니다. 근거리 및 원거리 필드의 Wikipedia 사진 :-

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

안테나의 파장 (또는 에너지를 결합하는 데 사용하는 주파수)에서 근거리 장은 원거리 장이됩니다. 원거리 장은 "적절한 RF"로 간주되며 방사선이 거리의 제곱으로 감소함에 따라 전파 될 수 있습니다.

이제 파장이 6,000km 인 50Hz의 변압기를 고려하십시오. 근거리 자기 결합은 1,000m에서도 작동합니다. rf가 아닙니다


흥미로운 토론. 나는 472kHz 햄 밴드와 같은 더 낮은 주파수에서 동조 루프 안테나를 그린다. 원거리 필드는 큰 물리적 거리에서 발생합니다. 100m 이상에서는 프레 넬 또는 리 액티브 구역에 있으며 여기의 다른 코일은 매우 느슨하게 연결된 변압기의 2 차처럼 작동하지만 관찰자 마일 (또는 수천 마일) 떨어진 곳에는 안테나가 있다고합니다 변압기보다는. 고주파수의 경우이 전환은 사람의 관점에서 안테나에 너무 가깝게 발생하므로 대부분 중요하지 않습니다.
user103218

이 주파수와 적당한 크기의 조정 루프 안테나를 사용하면 E 필드가 거의 생성되지 않으며 끔찍한 전송 안테나가 만들어 지지만 매그 필드를 전압으로 변환하는 데 잘 작동하므로 우수한 수신기가 될 수 있습니다. 태그 유형 애플리케이션이 아닌 경우 수신자로서 원거리 필드에 있습니다.
Andy 일명

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나는 당신이 이미 당신의 마지막 문장에서 그것을 얻는다고 생각합니다. 변화하는 매전 필드는 라디오와 다릅니다.

실제 라디오가 전파되고 있습니다에너지. 에너지는 E (전기) 필드와 B (자기) 필드 사이의 특정 춤에 묶여 있다고 생각할 수 있습니다. 올바른 방식으로 함께 진동하는 두 개는 자유 공간을 통해 빛의 속도로 에너지가 전파되도록합니다. 가시 광선이 이것의 한 예입니다. DC로 내려 가고 감마선과 우주 광선을 지나는 큰 스펙트럼의 작은 부분입니다. 일반적인 AM 라디오는 약 1MHz이며 파장은 300 미터입니다. 일반적인 FM은 약 100 배 더 높은 주파수이므로 100 배 더 짧은 파장이므로 100MHz 및 3 미터입니다. WiFi는 약 2.4GHz에서 작동하며 125mm 파장입니다. 옷, 적외선, 가시 광선 (약 500nm), 자외선, 엑스레이, 감마선 등을 조사하기 위해 공항에서 사용되는 "테라 헤르츠 (terahertz)"방사선 인 수십 mm 파장의 마이크로파가 있습니다. 진동 주파수를 제외하고는 모두 정확히 동일합니다. 자유 공간에서 모두 같은 빛의 속도로 이동하기 때문에 파장별로 특성을 나타낼 수도 있습니다.

E 및 B 필드는 각각 전파되지 않는 필드도 지원할 수 있습니다. 강철 볼트 또는 페라이트로드 주위에 와이어를 감고 전류를 켜면 자기장이 있습니다. 강철과 같은 강자성 물질이이 전자석에 끌립니다. 그러나이 분야의 에너지는 어디에도 전달되지 않습니다. 이 필드는 전자석 주위에 존재하며 거리에 따라 빠르게 떨어집니다. AC 전류로 전자석을 구동하여 시간이 지남에 따라 전계를 변화시킬 수 있으며, 근처의 다른 전자석을 반대로 바꾸어 자기장에서 전선으로 전기 신호를 보내도록 할 수 있습니다. 실제로 이것은 변압기 작동 방식의 기초입니다. 예, 이런 식으로 신호와 상당한 전력을 전송할 수 있지만 무선은 아닙니다. 예를 들어 B 필드 장해의 빔이 특정 디리 에이터에 방사되도록 전자석 다발을 배열하는 방법은 없다. 필드를 국소 적으로 형성 할 수 있으며, 이론적으로 필드는 빛의 속도로 무한대로 확장되지만송신 전파 (또는 광 빔 또는 레이더 빔 등).

B 필드 장치를 만들 수있는 것처럼 정전기 장도 만들 수 있습니다. 전자석으로부터의 자기장과 마찬가지로,이 전기장은 국부적으로 검출 될 수 있고 근거리에서 상당한 전력이 전달 될 수있다. 그러나 다시, 그 분야의 에너지는 어디서나 "발송되지"않습니다. 에너지가 실제로 자체적으로 방출되게하려면 전자기 방사선 이라고하는 B와 E 필드 사이의 올바른 상호 작용이 필요합니다 . 우리는 종종 조잡 해져 라디오를 "RF"라고합니다. RF는 실제로 무선 주파수 를 나타내지 만, 종종 모든 종류의 라디오를 의미하기 위해 사용합니다.


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에서 위키 :

무선 주파수 (RF)는 무선 주파수 및 무선 신호를 운반하는 교류에 해당하는 약 3 kHz ~ 300 GHz 범위의 진동 속도입니다.

왜 2.9KHz가 아닌 3KHz입니까? 컨벤션 !

사실 전자기 방사선 은 모든 주파수에서 발생할 수 있습니다. 예를 들어, ELF 스펙트럼 은 3Hz에서 300Hz이지만 EM 방사선은 반드시 RF 일 필요는 없습니다 .

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