На главную страницу сайта
· Наш магазин · Объявления · Рейтинг · Статьи · Частоты · Копилка · Аэродромы · Live!
· Файлы · Диапазоны · Сигналы · Музей · Mods · LPD-форум · Клуб · Радиостанции
На сайте: гостей - 164,
участников - 15 [ NEWer, John79, BATONS, provod, sibrat, sibirjac, bars232322, djakooo, mikhalych, roger, fly2015, ew2abc, Edd, melom, RegRX]
 · Начало · Опросы · События · Статистика · Поиск · Регистрация · Правила · FAQ · Галерея ·
 Форум —› Прочее —› Движение заряда, ЭМВ, поляризация (aундаметнальное) 
Портативные Си-Би радиостанции в нашем магазине


Беркут Hunter
руб.

Егерь 3
руб.

President Randy II P
руб.

Турист 3
руб.

Штурман 80
руб.
 Страница:  ««  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  »»Поиск в теме
Автор Сообщение
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 04 Май 2014 21:16:00 #  

Vlad UR4III

Спасибо!
Sinus
Участник
Offline3.0
с авг 2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 887

Дата: 05 Май 2014 00:21:08 · Поправил: Sinus (05 Май 2014 00:39:37) #  

Vlad UR4III
Тоже спасибо.

Valery

Вылезла всё-таки не длинная линия, а импеданс Z(w) двух-полюсника. :)

В общем случае я представляю себе 2-полюсник как чёрный ящик с двумя клеммами - внутри может быть что угодно, но мы можем только задавать напряжение U(t) на клеммах и измерять входной ток I(t). В нашем примере внутри чёрного ящика находится антенна + весь остальной мир, т.е. пространство, в которое полетят радиоволны из антенны. Такая начинка двухполюсника - явно не длинная линия. :))

Но импеданс такого чёрного ящика может оказаться похожим (по своей зависимости от частоты) на импеданс длинной линии; или какого-нибудь многоконтурного фильтра, или какой-то линии задержки с какими-то резонансами. Здесь я пока фантазирую, потому что ещё не разбираюсь в импедансах антенн. Люди вроде пишут, что он типа импеданса длинной линии.

Зато вот в чём я уверен на 100% (пока кто-нибудь меня не разубедит :) Импеданс уже автоматом учитывает все задержки, все отражения, все полёты радиоволн между Марсом и Венерой, вдоль проводов и поперёк, внутри нашего чёрного ящика. Короче, я не согласен с тем, что Только после отражения от разомкнутого конца линии возможны варианты входного импеданса. Вот почему:


Самое общее линейное соотношение между входным током и напряжением даётся интегралом по всем прошлым временам t'; знак интеграла обозначу долларом, т.к. на клаве не нашёл более похожего символа:

I(t) = $ G(t - t') U(t') dt'

Здесь функция G(t - t') есть т.н. "функция отклика" нашего двух-полюсника. Она определяет вклад в "ток сейчас" (т.е. в текущий момент времени t) от напряжения U(t'), действовавшего в прошлый момент времени. Интеграл означает суммирование таких вкладов от всех прошлых времён. Значит, такая формула автоматом учитывает все эффекты запаздывания внутри черного ящика, сколь бы долгими они ни были.

Вот. А остальное дело делают теоремы фурье-преобразования: та же самая формула после фурье-пр-я принимает вид

I(w) = G(w) U(w),

где G(w) - фурье-образ функции отклика G; он называется адмиттанс; импеданс это Z(w) = 1/G(w). Фурье-пр-е любой функции от времени это интеграл по всем значениям времени (от минус бесконечности до плюс бесконечности; явную формулу не выписываю, для краткости).

Подчеркну, что фурье-образы любых функций зависят только от частоты, но не от времени, т.к. по времени они уже полностью проинтегрированы. Поэтому импеданс (а также адмиттанс, и фурье-амплитуды тока и напряжения, т.е. вообще любые комплексные амплитуды) принципиально не зависят от времени. При этом всё запаздывание в Z(w) автоматом учтено, потому что обратное пр-е Фурье от 1/Z(w) есть G(t - t').

Обращаю Ваше внимание на то, что недоразумение вызывается некорректным понятием "батарейка видит" :))) Что она, дурашка, вообще может "видеть" - своё постоянное напряжение? Его фурье-амплитуду U(w)? Импеданс? Фурье-амплитуду тока I(w)? Или сам ток I(t)? Ответ: батарейка просто подала ступеньку входного напряжения и затем замыкает собой клеммы - послушно пропускает через себя ток I(t).

А в токе I(t), как у функции времени t, да, будут проявляться всякие результаты запаздывания - ток будет как-то нарастать, и убывать, совершая затухающие колебания; и может быть будут какие-то всплески тока - типа "эхо" отражённых волн от концов антенны (и от Марса, но уже практически незаметные :) Аналогично обстоит дело с током на выходе трансивера.
Реклама
Google
Amw
Участник
Offline1.4
с окт 2006
Сообщений: 161

Дата: 05 Май 2014 11:59:53 #  

Vlad UR4III (отправил Вам сообщение на почту через этот форум)
Более краткая выжимка из Белоцерковского.
И Пистолькорс и Белоцерковский говорят, что антенна отличается от неизлучающей линии с постоянным волновым и только.
А фидер и антенна - одно и то же. Фидер можно обсчитать MMANA по тому же алгоритму, что и антенну - это главное доказательство.
(Кстати, есть и антенны с нагрузкой - типа T2FD, Бевередж. Уж эти - точно фидеры)

Valery
...длинная линия при раздвигании проводов постепенно превращается...
Реальную двухпроводку можно заставить и "не раздвигая" работать антенной и излучать любую мощность - проблемы будут только с согласованием и потерями, т.е. чисто технические, которые к физике не имеют отношения.

Valery
2. Подсоединяю батарейку к клеммам антенны.
Возникает импульс тока.
Вопрос, что "видит" батарейка?
(мой ответ очевиден :))

3. Подсоединяю трансивер к клеммам антенны.
Антенна дипольного типа, клеммы питания находятся на Земле, один конец антенны у меня закреплен на Марсе, а другой на Венере.
Вопрос, что "видит" трансивер в течение первых 10-ти минут после включения?
(мой ответ очевиден :))

Мне Ваши ответы не очевидны. Мои же - такие:

2. В первый момент (на обеих клеммах источника - камушек в огород Vlad UR4III) потечет ток U/(r+ro), где r - внут.сопр. батарейки, ro - волновое бесконечно малого начального участка антенны. Затем начнется сложный переходный процесс в результате ток станет равным нулю, в случае, если антенна разомкнутая и станет равным U/(r+R), где R - омическое сопротивление проводников антенны, если она замкнута. Излучение прекратится в обоих случаях.

3.И первые 10 минут и очень много последующих будут переходные процессы. Причем трансивер должен очень долго выдавать только несущую, иначе ничего не установится.

А импеданс любого двухполюсника имеет смысл только при чисто синусоидальном входном напряжении и только в установившемся состоянии. Переходные процессы в антеннах и фидерах - особый разговор и, в частности, для CW, SSB не имеет практического значения.

Valery
я никогда не был приверженцем объяснения работы антенны с помощью длинных линий!
Ну и зря - объяснить, понять основные принципы очень даже можно и нужно. Рассчитывать антенну, как линию, никто не заставляет.

Если взять еще круче, то я считаю, что телеграфные уравнения, полученные с помощью ущербной электротехники, которые дают решение, совпадающее с решением по формулам электродинамики, являются полной ХАЛТУРОЙ!
(это про сосредоточенные емкости и индуктивности)

В таком случае - всё халтура. Любая теория и любая её математическая интерпретация - приближенная в той или иной степени модель реальности. Ур-ния М. не исключение.
Olenevod
Участник
Offline4.5
с апр 2003
Москва, СЗАО
Сообщений: 8139

Дата: 05 Май 2014 12:05:48 · Поправил: Olenevod (05 Май 2014 13:09:51) #  

А вот идет ток по проводу. Я его сгибаю на 90 градусов. Там резкий поворот!!! для электронов!
300000 км/с на 90 градусов! Там аварии! Столкновения! В том месте изгиба будет нагрев? ведь электроны бьются в стенку провода - резкий поворот.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 12:26:24 #  

Amw
В первый момент (на обеих клеммах источника - камушек в огород Vlad UR4III) потечет ток U/(r+ro), где r - внут.сопр. батарейки, ro - волновое бесконечно малого начального участка антенны. Затем начнется сложный переходный процесс в результате ток станет равным нулю

Полностью согласен!
Именно это я и хотел донести до народа, когда говорил, что увидит батарейка.

И Пистолькорс и Белоцерковский говорят, что антенна отличается от неизлучающей линии с постоянным волновым и только.

Такого они никогда не говорили.
Длинная линия, по определению, излучать не может.
Ну не может она излучать по законам электротехники!

А если "употребить" Максвелла при выводе телеграфных уравнений, то математика получается совершенно другая - там нет никаких распределенных емкостей и индуктивностей!
(на это Sinus "жестко указывал" :)))
У Максвелла в константах присутствуют только диэлектрическая, магнитная проницаемость и скорость света (ЭМВ).
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 12:29:12 #  

Olenevod
А вот идет ток по проводу. Я его сгибаю на 90 градусов

Нужно изгибать по Синусу, так делают все радиолюбители :)
Тогда провод нагреваться не будет!
Потому, что волна синусоидальная.
Amw
Участник
Offline1.4
с окт 2006
Сообщений: 161

Дата: 05 Май 2014 13:28:58 #  

Amw
ro - волновое бесконечно малого начального участка антенны.
Valery
Полностью согласен!
Именно это я и хотел донести до народа, когда говорил, что увидит батарейка.

Valery
...там нет никаких распределенных емкостей и индуктивностей!

Вообще-то ro = sqrt(L/C) - Вы уж как-нибудь определитесь...

Valery
Длинная линия, по определению, излучать не может.
Ну не может она излучать по законам электротехники!

А Вы без "ну", возьмите двухпрповодку без определений и "законов" - излучает как и антенна. MMANA подтвердит.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 13:45:40 #  

Amw
Вообще-то ro = sqrt(L/C) - Вы уж как-нибудь определитесь...

Я говорю про уравнения Максвелла, а Вы мне про Кирхгофа.
По Кирхгофу и корню из L/C длинная линия даже и не пытается излучать.
Хоть сдвигай, хоть раздвигай ей всё, что хочется :)

А Вы без "ну", возьмите двухпрповодку без определений и "законов" - излучает как и антенна. MMANA подтвердит

Прочитайте определение, что такое длинная линия и она сразу излучать перестанет.
А ММАНа не использует телеграфные уравнения для расчета антенн, поэтому она и подтверждает излучение двухпроводки.
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 05 Май 2014 14:03:54 · Поправил: fil (05 Май 2014 14:07:34) #  

Amw
И Пистолькорс и Белоцерковский говорят, что антенна отличается от неизлучающей линии с постоянным волновым и только.
Вы как то странно их читаете и выдергиваете из текста только то, что вам нравится. Постоянное волновое, это самое малое их отличие.
Valery
В первый момент (на обеих клеммах источника - камушек в огород Vlad UR4III) потечет ток U/(r+ro), где r - внут.сопр. батарейки, ro - волновое бесконечно малого начального участка антенны. Затем начнется сложный переходный процесс в результате ток станет равным нулю

Можно узнать, что вы к батарейке прицепились, это какое отношение имеет к процессам излучения?
P.S.
Напрасно вы пытаетесь что-то доказать Amw по поводу линии. У него это, похоже, что-то из иррациональной, религиозной области. Верующему человеку бесполезно что-то доказывать, если он истинно верующий. Он даже ММАНой линии готов рассчитывать ради идеи.
А вот цитата из молитвенника:
(Кстати, есть и антенны с нагрузкой - типа T2FD, Бевередж. Уж эти - точно фидеры)
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 14:16:41 #  

fil
Можно узнать, что вы к батарейке прицепились, это какое отношение имеет к процессам излучения?

Можно.

Если я правильно понял, то Sinus отрицательно относится к волнам в проводе вибратора.
А я, (и думаю, что такой непонятливый я не один), без этих волн не могу понять синусообразное распределение тока по полотну антенны.
В какой момент времени мой трансивер узнает, что он подключен к полуволновому диполю, а не к волновому?
Т.е., объяснение без аналога длинных линий мне не понятно.

Вот мне и хочется прояснить, как возникает распределение тока в начальный период, т.е. в момент подключения генератора.
(для упрощения, я взял батарейку, которая "видит" очень любопытную картинку при подключению к длинной линии)
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 05 Май 2014 14:30:55 #  

Valery
Если я правильно понял, то Sinus отрицательно относится к волнам в проводе вибратора.
А я, (и думаю, что такой непонятливый я не один), без этих волн не могу понять синусообразное распределение тока по полотну антенны.

Я думаю, на пальцах это не объяснить, может Sinus это сможет, хотя сомневаюсь. Синусоидальное распределение тока в симметричном вибраторе следует из решения уравнения Галлена, которое в свою очередь следует из уравнений Максвелла (не к ночи будут помянуты).
В какой момент времени мой трансивер узнает, что он подключен к полуволновому диполю, а не к волновому?
Очень быстро, в установившемся режиме. Только не нужно говорить, что это 10 минут.
Amw
Участник
Offline1.4
с окт 2006
Сообщений: 161

Дата: 05 Май 2014 14:31:31 #  

fil
Напрасно вы пытаетесь что-то доказать Amw по поводу линии. У него это, похоже, что-то из иррациональной, религиозной области. Верующему человеку бесполезно что-то доказывать, если он истинно верующий.
Не хами, дружок. Сам ни бельмеса не понимаешь - видно из твоих пустопорожних реплик, наездов и переходов на личности. Молись на учебники, которые даже понять правильно не можешь и на однобоких пророков.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 15:58:38 · Поправил: Valery (05 Май 2014 16:05:09) #  

fil
Только не нужно говорить, что это 10 минут

После некоторого уточнения.

Для моей супер антенны (см. выше), это время будет не менее 3мин.6сек умножить на 2
Т.е., через 6 минут.
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 05 Май 2014 16:13:13 #  

Valery
Для моей супер антенны (см. выше), это время будет не менее 3мин.6сек умножить на 2
Т.е., через 6 минут.

Странно.
Ткните носом - о чем речь, что то не найду этот пост.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 16:22:38 · Поправил: Valery (05 Май 2014 18:26:25) #  

fil

Для своих теоретических опытов я построил такую антенну дипольного типа (Inverted V):
- клеммы питания на Земле;
- один конец антенны закреплен на Марсе;
- другой конец закреплен на Венере.

Для опытов выбрал время, когда планеты расположены почти на одной линии.
(парад планет) :))))))))))))

А еще я проводил мысленные опыты по зондированию Марса и Венеры для определения времени распространения радиосигнала :)
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 05 Май 2014 16:53:31 #  

Valery
Для своих теоретических опытов я построил такую антенну дипольного типа (Inverted V):
- клеммы питания на Земле;
- один конец антенны закреплен на Марсе;
- другой конец закреплен на Венере.

Круто. Тогда, если вы правильно посчитали, так и будет, правда думаю, на 2 не обязательно умножать.
Хотя, если уж фантазировать дальше, это будет при том условии, что и частота будет соответствующая, чтобы не более 10 длин волн уложилось до конца. Понятно, что если вы 10 МГц дадите, то реально излучать будет только небольшой отрезок вашей антенны.
А если считать еще проще, то, насколько я помню, время установившегося процесса равно периоду несущей, умноженному на добротность антенны.
Оно так и выходит, как пишет Пистолькорс, для первого приближения сгодится модель длинной линии с потерями.
Все эти переходные процессы в антенне при желании строго считаются с помощью уравнений Максвелла, но с большим гемором, это тема локаторщиков, по идее.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 16:58:32 #  

fil
Тогда, если вы правильно посчитали, так и будет, правда думаю, на 2 не обязательно умножать.

Если отраженный сигнал не возвратится к клеммам антенны, то мой трансивер не узнает, что за антенну я использую :)
Поэтому умножаю на два.
Vlad UR4III
Участник
Offline1.7
с авг 2005
Donetsk
Сообщений: 309

Дата: 05 Май 2014 17:00:51 · Поправил: Vlad UR4III (05 Май 2014 17:01:46) #  

Valery
Если я правильно понял, то Sinus отрицательно относится к волнам в проводе вибратора.
А я, (и думаю, что такой непонятливый я не один), без этих волн не могу понять синусообразное распределение тока по полотну антенны.
В какой момент времени мой трансивер узнает, что он подключен к полуволновому диполю, а не к волновому?
Т.е., объяснение без аналога длинных линий мне не понятно.


Здесь дело, как я понимаю, вот в чём. Мы, группа товарищей-радиолюбителей, проживающих в нашем доме, хотели бы понять, как это всё фурычит. Насколько помню, началось всё именно с линии, с пресловутого КСВ. Затем перешли на СУ. Теперь взялись за антенну. Интересует механизм излучения ЭМВ. Повторяю: как это всё работает?
Физику этого (построить модель процесса) мало. Он должен её рассчитать и сравнить с практикой. И даже более того, интересующие нас процессы с позиции физика могут быть представлены "чёрным ящиком" с входной характеристикой. Sinus ничего личного, Вы в таком подходе не одиноки. Как-то мы подошли с аналогичным вопросом к надеюсь известному и многими уважаемому Ф.Ф.Менде. Далее утрирую. "Нет проблем" - сказал он. Берём ротор, умножаем на дивергенцию, приплюсовываем векторный потенциал к скалярному и всё - получаем снижение напряженности поля обратно пропорционально расстоянию. Это и есть ЭМВ. Мы вежливо откланялись.
Долгое время мы вообще ничего не считали. Как написано в книжке, так и делали. Лет двадцать назад появились "считалки" и мы стали ими пользоваться. А некоторые теорию АФУ стали "изучать" именно по ним. Типа: таблицу умножения знать не обязательно. И остались всего на всего несколько "мамонтов", которые пытаются докопаться до сути. Вот пример http://dxdy.ru/topic83397.html
Sinus ! Мне ваши лекции многое дают. Пусть не сразу, но кое-что доходит. Поэтому шибко не отвлекайтесь в сторону, а идите выбранным вами путём. Даже если лекция будет ориентированна на студентов-физиков, кое-что дойдёт и до нас! Успехов!
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 05 Май 2014 17:03:26 #  

Valery
Может и так, но с другой стороны, за время пути "только туда" синусоида уже сформировалась. Хрен его знает, никогда об этом не задумывался.
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 05 Май 2014 17:07:00 #  

Vlad UR4III

Согласен.

Только в Вашем сообщении
Мы, группа товарищей-радиолюбителей, проживающих в нашем доме

для себя я добавил .....в нашем ДУРдоме :)))))
Sinus
Участник
Offline3.0
с авг 2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 887

Дата: 06 Май 2014 04:09:54 · Поправил: Sinus (06 Май 2014 04:10:06) #  

fil
Я думаю, на пальцах это не объяснить, может Sinus это сможет, хотя сомневаюсь. Синусоидальное распределение тока в симметричном вибраторе следует из решения уравнения Галлена, которое в свою очередь следует из уравнений Максвелла

Да, всё так... Увы, и Синус не умеет решать ур-е Галлена на пальцах :(
Sinus
Участник
Offline3.0
с авг 2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 887

Дата: 06 Май 2014 04:10:46 · Поправил: Sinus (06 Май 2014 04:14:19) #  

Valery
Если я правильно понял, то Sinus отрицательно относится к волнам в проводе вибратора. А я, (и думаю, что такой непонятливый я не один), без этих волн не могу понять синусообразное распределение тока по полотну антенны.

Не отрицательно, наоборот: люблю волны :) Но только если понимаю, о каких волнах идёт речь, т.е. что человек, произносящий магическое слово "волна", подразумевает под волной. Вы бы если не формулу, то хоть картинку какую-нить нарисовали, что за волна в проводе Вам нужна для понимания распределения тока.

Мне дык достаточно тех волн, устроенных из векторов ЭМ-поля B и E снаружи провода, которые можно с любой степенью подробности разглядывать на графиках - и вдоль провода, и поперёк провода, и в зависимости от расстояния, и в зависимости от времени. Все нужные для этого формулы есть (во всяком случае в простейшей приближённой модели). Чего тут вообще может быть принципиально иного?

И что Вы хотите понять? Происхождение полей? Из ур-й М. известно происхождение: во-первых, переменные B и E индуцируют друг друга, во-вторых они же приводят в движение заряды в проводе, а те добавляют свой вклад к индуцированным полям. И всё это вместе живёт и дышит как единый организм.

Если эту жизнь описывать голыми словами (в стиле Владимира :), то имеем примерно вот какую ситуацию. В зазоре между половинками антенны источник питания создал переменное во времени поле Е (типа как в конденсаторе). Раз оно переменное, то вокруг него закружилcя вихрь поля B. Оно тоже переменное и, значит, в свою очередь им создаётся вихрь поля E. Всё это разбухает в пространстве вокруг зазора со скоростью света, т.е. движется во все стороны от зазора: и прочь от проводов и вдоль них.

Поэтому вихревая (индуцированная, параллельная проводу) составляющая поля Е оказавшаяся уже чуток вдали от зазора возбуждает в проводе ток (отчасти сродни току "Фуко" ). Это ток вдоль провода в скин-слое; если для простоты считать проводимость металла бесконечной (и тем самым пренебрегать омическими потерями) то скин-слой имеет ничтожную толщину, и поле Е в нём исчезающе мало (не малое Е в среде с бесконечно проводимостью вызвало бы бесконечно большой ток; поэтому оно малое). Вот поэтому говорят, что поля в проводе нет; оно есть, но оно ничтожно малое и при этом его достаточно, чтобы в скин-слое потёк ток конечной величины. Поэтому же следует считать, что энергии поля внутри провода нет (она там исчезающе мала). Энергия поля, как и сами B и E, содержится в пространстве вокруг провода.

Потёкший ток возбуждает вокруг провода вихрь магнитного поля, а им содаётся вихрь поля Е. Так всё это дело распространяется и вдоль провода и поперёк всё дальше и дальше. Кстати, мы это видели на анимации вектора Пойнтинга. Да, надо сказать ещё, что поскольку ток неоднороден, т.е. он разный в разных точках провода, то возникает и распределение заряда. А оно в свою очередь создаёт перпендикулярное к проводам поле Е, отнюдь не малое.

И когда время распространения этой картины становится больше половины периода, то в зазоре уже вовсю действует эл. поле противоположного направления! Значит, вдогонку к этой картине распространяется картина полей, тока и заряда противоположного знака. В антенне с длиной меньшей длины волны эти две картины суммируются и дают что-то вроде рассмотренного выше распределения тока с одной пучностью в центре (приближённо; в более точной картине есть две близкие пучности тока и они немножко покачиваются). Но в длинном полотне будут места с изменением направления полей по нескольку раз. Вообще на словах это всё трудно описать в деталях, т.к. в рассказ невольно подмешивается "переходной процесс", а объяснять-то мы хотели бы установившееся, стационарное распределение колебаний.

Но суть ясна: индукция вихревых компонент поля друг другом делает всю погоду - она создаёт движение полей со скоростью света вокруг провода во все стороны. Называйте это как хотите - колебанием "стоячих волн", наложением "бегущих волн", "отражением" от концов, "отпочковыванием" или "отшнуровкой ЭМ-энергии" от волн, движущихся вдоль провода... Всё это происходит в пространстве вокруг провода, и точную картину может дать только расчёт, а не философия.
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 06 Май 2014 09:29:48 #  

Valery
Если я правильно понял, то Sinus отрицательно относится к волнам в проводе вибратора.
Sinus
Не отрицательно, наоборот: люблю волны :) Но только если понимаю, о каких волнах идёт речь, т.е. что человек, произносящий магическое слово "волна", подразумевает под волной. Вы бы если не формулу, то хоть картинку какую-нить нарисовали, что за волна в проводе Вам нужна для понимания распределения тока.

Хочу немного уточнить свою позицию в этом вопросе.
Математический аппарат падающих и отраженных волн тока и напряжения исчерпывающе, строго и очень наглядно описывает все процессы в длинных линиях. Любую линию, с потерями или без потерь, можно рассчитывать как с помощью аппарата падающих и отраженных волн, так и с помощью полных значений тока и напряжения. Одно легко пересчитывается в другое.
В антеннах, как указывалось выше в вырезках из учебников, использовать этот математический аппарат не совсем корректно, особенно если говорить о напряжении между точкам излучателя.
Тем не менее, объяснить среднему радиолюбителю и даже инженеру распределение тока в вибраторе с помощью уравнений Максвелла практически невозможно.
Поэтому категорически отвергать однородную разомкнутую линию с потерями на излучение в качестве модели симметричного вибратора в качестве первого приближения неправильно.
Мало того, что расчеты входных сопротивлений по этой методике не сильно длинных вибраторов дают результаты достаточно достоверные для ряда прикладных задач, но еще и добавляют наглядность для понимания распределения тока вдоль плеч вибратора.
Поэтому и для антенн, в рамках указанных допущений, вполне себе можно оперировать понятиями падающей и отраженной волны тока и плотности заряда (не напряжения!).
Vlad UR4III
Участник
Offline1.7
с авг 2005
Donetsk
Сообщений: 309

Дата: 06 Май 2014 13:09:28 #  

Sinus
Если эту жизнь описывать голыми словами (в стиле Владимира :), то имеем примерно вот какую ситуацию. В зазоре между половинками антенны источник питания создал переменное во времени поле Е (типа как в конденсаторе). Раз оно переменное, то вокруг него закружилcя вихрь поля B. Оно тоже переменное и, значит, в свою очередь им создаётся вихрь поля E. Всё это разбухает в пространстве вокруг зазора со скоростью света, т.е. движется во все стороны от зазора: и прочь от проводов и вдоль них.

Поэтому вихревая (индуцированная, параллельная проводу) составляющая поля Е оказавшаяся уже чуток вдали от зазора возбуждает в проводе ток (отчасти сродни току "Фуко" ). Это ток вдоль провода в скин-слое; если для простоты считать проводимость металла бесконечной (и тем самым пренебрегать омическими потерями) то скин-слой имеет ничтожную толщину, и поле Е в нём исчезающе мало (не малое Е в среде с бесконечно проводимостью вызвало бы бесконечно большой ток; поэтому оно малое). Вот поэтому говорят, что поля в проводе нет; оно есть, но оно ничтожно малое и при этом его достаточно, чтобы в скин-слое потёк ток конечной величины. Поэтому же следует считать, что энергии поля внутри провода нет (она там исчезающе мала). Энергия поля, как и сами B и E, содержится в пространстве вокруг провода.

Потёкший ток возбуждает вокруг провода вихрь магнитного поля, а им содаётся вихрь поля Е. Так всё это дело распространяется и вдоль провода и поперёк всё дальше и дальше. Кстати, мы это видели на анимации вектора Пойнтинга. Да, надо сказать ещё, что поскольку ток неоднороден, т.е. он разный в разных точках провода, то возникает и распределение заряда. А оно в свою очередь создаёт перпендикулярное к проводам поле Е, отнюдь не малое.

И когда время распространения этой картины становится больше половины периода, то в зазоре уже вовсю действует эл. поле противоположного направления! Значит, вдогонку к этой картине распространяется картина полей, тока и заряда противоположного знака. В антенне с длиной меньшей длины волны эти две картины суммируются и дают что-то вроде рассмотренного выше распределения тока с одной пучностью в центре


1.Поясните, как две "противоположных" картины, распространяющихся вдоль проводника с одной скоростью могут суммироваться???
2.В случае длинного провода "картинки" так бы и распространялись бесконечно, вызывая распространение токовой волны. Падающей. Но провод же конечен. Что происходит с "картинкой" на его конце?
3.Скажите, разве механизм образования постоянного или переменного токов, как движения свободных электронов, не одинаков?
Какое Е-поле сильнее, то, что вызвано смещением ближайших к источнику эдс зарядов, или то, что вызвано Е-полем в зазоре?
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 06 Май 2014 22:16:06 · Поправил: Valery (06 Май 2014 23:32:07) #  

Sinus
Мне дык достаточно тех волн, устроенных из векторов ЭМ-поля B и E снаружи провода, которые можно с любой степенью подробности разглядывать на графиках - и вдоль провода, и поперёк провода, и в зависимости от расстояния, и в зависимости от времени. Все нужные для этого формулы есть (во всяком случае в простейшей приближённой модели). Чего тут вообще может быть принципиально иного?

На графиках приведены "волны" для установившегося режима.
А меня заинтересовал переходный период. Т.е., что "видит" мой трансивер в момент его подключения напрямую к антенне. Доступной литературы по этому вопросу я не нашел.

А внутренний голос мне подсказывает, что в первую микросекунду мой трансивер увидит совершенно другую нагрузку, чем в установившемся режиме.
Для пояснения напомню пример с очень длинным кабелем, разомкнутым на конце (антенна оторвалась).
В момент включения мой трансивер увидит нагрузку 50 Ом и ему будет очень приятно
(как в первую секунду беременности :)).
А через несколько микросекунд трансивер поймет, какую подлянку ему подсунули, и сработает защита по КСВ.


И еще, присоединяюсь к вопросу Влада

1.Поясните, как две "противоположных" картины, распространяющихся вдоль проводника с одной скоростью могут суммироваться???
Sinus
Участник
Offline3.0
с авг 2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 887

Дата: 07 Май 2014 02:47:59 · Поправил: Sinus (07 Май 2014 02:50:12) #  

Vlad UR4III
1.Поясните, как две "противоположных" картины, распространяющихся вдоль проводника с одной скоростью могут суммироваться???

В этом специфика голословных рассуждений - что ни скажи, всё будет покрыто туманом неясности. :) Например, такая аналогия. Представьте длинную беговую дорожку, вдоль которой расставлены люди. У центра дорожки (это как бы зазор) стоит тренер и подаёт команду: "вперёд бегом марш!" Люди, которые были около тренера, начинают двигаться (например, справа налево) и каждый кричит соседям "вперёд!". Так постепенно всё больше народу оказывается бегущими справа налево. До тех, кто далеко от тренера, команда "вперёд" доходит с запозданием, но доходит, и они тоже начинают бежать, крикнув соседу "вперёд". А в это время тренер (в зазоре) уже командует "стой!" Ближайшие к нему люди останавливаются и кричат соседям "стой". Постепенно всё больше людей останавливается. А тренер уже командует "назад!". Около него начинается бег слева направо, и каждый передаёт команду "назад" соседу. Вот и получилась суммарная картина: до тех, кто убежал далеко вперёд, команда "назад" ещё не дошла (но дойдёт через какое-то время) и они ещё бегут вперёд, а другие, кто ближе к зазору , уже бегут назад. И т.д. - "стоп", "вперёд", "стоп", "назад"... Суммарность картины в том, что в одно и то же время в разных местах дорожки исполняются разные команды.

2.В случае длинного провода "картинки" так бы и распространялись бесконечно, вызывая распространение токовой волны. Падающей. Но провод же конечен. Что происходит с "картинкой" на его конце?

То, что мы уже видели на графиках тока: чем ближе к концу, тем меньше там ток; на самом конце ток всё время равен нулю. Имхо, с такими разговорами мы топчемся на месте, т.к. смысл слов плохо определён. Мне не ясно, что именно Вы называете "волной". "Падающей". "Отражённой". Вот fil чётко объяснил - ссылкой на известную теорию длинных линий в качестве модели для свойств антенны. А что у Вас означают эти слова? Даже простенькая формула несравнимо информативнее чисто словесных разговоров. Попробуйте обдумать как следует такой пример:

Есть известная со школьной скамьи формула тригонометрии:

2 cos(A) cos(B) = cos(A - B) + cos(A + B)

Применим её к простейшей модели переменного тока в проводе (она уже обсуждалась у нас как простейшая приближённая модель для полуволнового вибратора). Мы задавали ток I(z,t) в вибраторе так: график распределения тока в нулевой момент времени имеет вид "горба" с максимумом в середине (при z=0). Таким графиком обладает например, функция 2*cos(kz). Колебание этого тока во времени с постоянной по длине фазой описывается множителем cos (2пиf*t). Такое колебание у нас было показано на анимации, условимся его называть "стоячей волной тока". Школьная формула позволяет записать эту стоячую волну в виде суммы двух других функций:

2 cos(kz) cos(2пиf*t) = cos(kz - 2пиf*t) + cos(kz + 2пиf*t)

Рассмотрите в качестве упражнения графики каждой из этих двух новых волн как функций от z при нескольких разных значениях времени t. Вы увидите, что с течением времени график cos(kz-2пиf*t) движется вдоль оси z. График cos(kz+2пиf*t) движется в противоположном направлении. Такие волны условимся называть бегущими волнами.

Таким образом, школьная формула показывает нам, что одна стоячая волна полностью эквивалентна (равна) сумме двух бегущих волн навстречу друг другу. Каждая из них всё время бежит в свою сторону; никакого "процесса отражения" ни с одной из них не случается. Но мы можем условиться говорить, что одна из этих бегущих волн есть "падающая" волна, а вторая - "отражённая" волна (какая из двух кто - безразлично). В этом смысле данное распределение тока (стоячая волна) есть результат сложения падающей и отражённой волн.

Как видите, в данном примере вопрос решён простенькой школьной формулой; а без неё можно спорить до хрипоты на тему "какие здесь волны тока, стоячие или бегущие, и есть ли отражение на концах"...

3.Скажите, разве механизм образования постоянного или переменного токов, как движения свободных электронов, не одинаков?
Механизм одинаков. Но распределение плотности тока по сечению провода зависит от частоты (оно выясняется путём решения опять-таки ур-й Максвелла). На нулевой частоте (т.е. при постоянном токе) плотность тока одинакова по сечению провода. С повышением частоты плотность тока в середине провода уменьшается, а ближе к поверхности увеличивается: "скин-эффект".

Какое Е-поле сильнее
Имхо, зависит от модели. В зазоре может быть сильнее: оно равно напряжению питания, поделить на ширину зазора. В численных расчётах нередко полагают, что ширина зазора стремится к нулю; тогда поле Е в зазоре стремится к бесконечности (это модель "точечного" источника питания).
Sinus
Участник
Offline3.0
с авг 2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 887

Дата: 07 Май 2014 02:50:39 #  

Valery

Повторюсь, в переводе на технический язык Ваша задача "что увидит батарейка?" означает: найти ток I(t) в клеммах антенны, как функцию времени, при подаче на клеммы в момент времени t=0 постоянного напряжения U от источника напряжения.

Если эта задача будет решена, то ток в начальный момент времени, т.е. I(0), даст Вам ответ на вопрос "какое сопротивление видит батарейка в начальный момент времени": это сопротивление равно U/I(0). Весь график U/I(t) - это будет информация об изменении со временем "того сопротивления, которое видит батарейка".

Этот ток I(t) (ток переходного процесса) можно попытаться измерить экспериментально, либо вычислить через импеданс Z(w) и фурье-преобразование, как я уже пояснял выше. Такое вычисление я умею делать для простейших учебных примерчиков типа: найти ток переходного процесса RC-цепи, или RL-цепи, или RLC-цепи. Если когда-нибудь разберусь с формулой импеданса антенны (и будет свободное время), то может быть попробую аналогично вычислить ток I(t) для какой-либо модели антенны; если там придётся делать фурье пр-е численно, т.е. задачка окажется громоздкой, то, может быть, и не возьмусь. Эксперимент лучше всего.
Vlad UR4III
Участник
Offline1.7
с авг 2005
Donetsk
Сообщений: 309

Дата: 07 Май 2014 12:15:57 #  

Sinus
Таким образом, школьная формула показывает нам, что одна стоячая волна полностью эквивалентна (равна) сумме двух бегущих волн навстречу друг другу. Каждая из них всё время бежит в свою сторону; никакого "процесса отражения" ни с одной из них не случается. Но мы можем условиться говорить, что одна из этих бегущих волн есть "падающая" волна, а вторая - "отражённая" волна (какая из двух кто - безразлично). В этом смысле данное распределение тока (стоячая волна) есть результат сложения падающей и отражённой волн.

Как видите, в данном примере вопрос решён простенькой школьной формулой; а без неё можно спорить до хрипоты на тему "какие здесь волны тока, стоячие или бегущие, и есть ли отражение на концах"...



Да не об этом я спрашивал. Я прекрасно знаю тригонометрические уравнения тока и напряжения для линии. Речь шла о происхождении эдс на конце провода вибратора. Стоячая волна тока образуется не из формул, а из двух реальных источников эдс.

Касательно "бегунов", то Вы крупно ошибаетесь. Сложения "картинок" не происходит. Они обе являются иллюстрацией движения электронов при распространении вдоль проводника электрического поля, напряженность которого изменяется, например, по функции синуса.

Общий механизм тока заключается не в Е-поле между клеммами, а в возникновении Е-поля вдоль проводника в результате смещения ближайших к клеммам источника заряженных частиц.
fil
Участник
Offline5.0
с авг 2006
Москва
Сообщений: 2580

Дата: 07 Май 2014 13:42:51 #  

Valery
А внутренний голос мне подсказывает, что в первую микросекунду мой трансивер увидит совершенно другую нагрузку, чем в установившемся режиме.
Для пояснения напомню пример с очень длинным кабелем, разомкнутым на конце (антенна оторвалась).
В момент включения мой трансивер увидит нагрузку 50 Ом и ему будет очень приятно

Совсем не специалист в переходных процессах, но что-то мне подсказывает, что это совсем не так и зависит от электрической длины кабеля.
А меня заинтересовал переходный период. Т.е., что "видит" мой трансивер в момент его подключения напрямую к антенне. Доступной литературы по этому вопросу я не нашел.
Попробуйте разобраться в этом вопросе по книге Баскакова "Радиотехнические цепи с распределенными параметрами".
Valery
Участник
Offline3.1
с мар 2003
Россия
Сообщений: 4827

Дата: 07 Май 2014 14:03:45 · Поправил: Valery (07 Май 2014 14:09:16) #  

fil
Совсем не специалист в переходных процессах, но что-то мне подсказывает, что это совсем не так и зависит от электрической длины кабеля.

От электрической длины будет зависеть только конечный результат (входное сопротивление).
Вспомните программу Ping-Pong (SWR), там можно и "визуально" наблюдать отражения в линии и выход на установившийся режим.
Пока отраженная волна не вернется к генератору, последний будет "работать" только на волновое сопротивление линии.
А Баскакова я смотрел, там про антенны не упоминается.

И вообще, этот мой вопрос совсем не в тему :)
Меня заинтересовало, почему при подключении FT-817 напрямую к несимметрично запитанному диполю на восьмидесятку у меня срабатывает защита при КСВ = 1.7 (в моем случае это коэффициент рассогласования).
Реактивная часть входного сопротивления - емкостная, измерял антенным анализатором.
Вот и подумалось :), что большой импульс тока возникает за счет входной емкости.
(эффект скачка тока при переходном процессе, а потом всё устаканивается)

Sinus, извиняюсь за ОФФТОП.
Реклама
Google
 Страница:  ««  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  »» 

Создавать сообщения могут только зарегистрированные участники форума.
Войти в форум :: » Логин » Пароль
Начало
Средства связи, рации. Купить радиостанции Motorola, Yaesu, Vertex, приемники, антенны.
Время загрузки страницы (сек.): 0.035; miniBB ®