Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Vznik a šíření elektromagnetických vln I. OB21-OP-EL-ELN-JANC-U-2-029

3. Základní pojmy • Když připojíme kondenzátor na střídavé napětí, jak je znázorněno na obr. 1, vytvoří se v dielektriku mezi elektrodami kondenzátoru střídavé elektrické pole. • Toto elektrické pole vyvolá v dielektriku posuvný proud, který je stejně velký jako střídavý proud v obvodu kondenzátoru. • Posuvný proud v dielektriku a proud v přívodech vytvářejí kolem sebe magnetické pole. Intenzita magnetického pole H a intenzita elektrického pole E se mění v rytmu střídavého napětí a proudu v obvodu.

4. Obr. 1 Princip vzniku elektromagnetického pole a) elektromagnetické pole mezi deskami kondenzátoru b) elektromagnetické pole okolo vysílací antény

5. Základní pojmy • Jakmile elektrody kondenzátoru od sebe vzdálíme, rozloží se elektromagnetické pole do prostoru a postupuje do okolí. • Dochází k vyzařování elektromagnetického pole, které se skládá ze složky pole elektrického E a magnetického H. Tyto dvě složky jsou vždy na sebe kolmé a mají v každém bodě prostoru stejnou fázi. • Účinné vyzařování elektromagnetického pole zajišťují zářiče (antény). Elektromagnetické vlnění se šíří od zářiče v kulových vlnoplochách, které ve větší vzdálenosti můžeme považovat za plochy rovinné.

6. Základní pojmy • Rychlost šíření elektromagnetických vln v homogenním prostředí je dána vztahem • kde  je permitivita a  permeabilita prostředí, ve kterém se vlny šíří. • Ve volném prostoru se rychlost šíření vln rovná rychlosti šíření světla, platí

7. Základní pojmy • Vlnová délka elektromagneticé vlny je dána vzdáleností dvou sousedních bodů, které mají stejnou fázi. • Lze ji vypočítat z frekvence vlnění f a rychlosti šíření vln v ze vztahu

8. Šíření elektromagnetických vln prostorem • Elektromagnetické vlny se mohou mezi dvěma místy na zemském povrchu šířit různými cestami – viz obr. 2 • Elektromagnetická vlna, která se šíří přímo do volného prostoru, se nazývá prostorová. Na její šíření nepůsobí ani zemský povrch, ani ionosféra. • Elektromagnetické vlny, které přicházejí do místa příjmu po odrazu, případně ohybu od horních ionizovaných vrstev atmosféry, se nazývají ionosférické prostorové vlny. • Když se šíří elektromagnetické vlnění ohybem podél zemského povrchu, hovoříme o povrchových vlnách.

9. Obr. 2 Šíření elektromagnetických vln 1 – přímá prostorová vlna 2 – ionosférická prostorová vlna 3 – povrchová vlna

10. Rozdělení elektromagnetických vln • Nejdůležitějším údajem o elektromagnetické vlně je vlnová délka . • Podle vlnové délky se rozlišují vysílače, vlnová délka také určuje způsob přijímaní rádiových signálů vzhledem k rozdílnému šíření vln různých délek. • Vysílání zpráv pomocí elektromagnetických vln se uskutečňuje na vlnových délkách od několika milimetrů do několika desítek kilometrů. • Toto široké rozmezí se podle mezinárodní dohody rozděluje do dílčích vlnových rozsahů. Zkrácené dělení vlnových rozsahů je uvedeno v tabulce 1.

11. Tabulka 1 Rozdělení elektromagnetických vln

12. Rozdělení elektromagnetických vln • Dlouhé vlny se ohýbají a šíří především vlnami povrchovými. • Střední vlny se šíří vlnami povrchovými a prostorovými. • Krátké vlny se šíří výhradně ionosférickými prostorovými vlnami a velmi krátké vlny se přenášejí přímo volným prostorem, vlnou prostorovou.

13. Rozdělení elektromagnetických vln • Ultrafialové a jiné složky slunečního záření způsobují ionizaci horních vrstev atmosféry. • Tyto ionizované vrstvy mění svoje složení v závislosti na denní a noční době a na ročním období, a tak ovlivňují spojení, hlavně na středních a krátkých vlnách.

14. Děkuji za pozornost Ing. Ladislav Jančařík

15. Literatura • J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika prosilnoproudé obory, SNTL Praha 1989 • M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002