In einer früheren Frage habe ich gefragt, ob es sich bei zwei Drahtspulen, bei denen Strom von einer zur anderen fließt, um Hochfrequenz handelt, und sie haben geantwortet, dass dies keine Hochfrequenz ist. Ich war verwirrt, weil ich dachte, dass dies eine drahtlose Übertragung eines sich ändernden Magnetfelds ist, also HF.

Ich dachte, die Rate der Wechselstromoszillation sei die Frequenz der HF (also würde ein 60-Hertz-Wechselstromeingang, von dem ich dachte, dass er mir ein 60-Hertz-HF-Signal geben würde). Nun, mir wurde NICHT gesagt.

Ich möchte den Unterschied zwischen elektromagnetischer Strahlung und einem einfachen, sich ändernden elektromagnetischen Feld kennen.

Es gibt zwei Gründe, warum Ihre frühere Frage sich nicht mit Radio befasste. Das erste ist, dass das Radio offiziell von 3 kHz auf 300 GHz geht. Zum anderen basiert ein Transformator auf einem anderen Prinzip als Funkwellen. Der zweite Grund ist, worum es in Ihrer Frage geht: Ein Transformator basiert auf Elektromagnetismus, Radiowellen basieren auf elektromagnetischer Strahlung.

Das Verständnis zu diesem Thema ist sehr schwierig und besteht für viele Menschen aus einer Vielzahl von Annahmen. Ich werde versuchen, einem Laien eine einfache Erklärung zu geben, für die Sie mehr Annahmen akzeptieren müssen als für die detaillierte Erklärung unten.

Laienerklärung

Wie Sie wissen, bedeutet ein Magnetfeld, dass einige Materialien wie Metalle von anderen angezogen werden. Man kann ein Magnetfeld erzeugen, indem man einen Wechselstrom durch einen Draht oder eine Spule fließen lässt. Das passiert in der Primärspule eines Transformators. Umgekehrt erzeugt eine Änderung des Magnetfelds einen Strom in einer Spule - das passiert in der Sekundärspule. Diese Eigenschaften von Magnetfeldern und Strom werden als elektromagnetische Induktion bezeichnet .

Elektromagnetische Strahlung ist eine besondere Form des elektromagnetischen Feldes. Bei elektromagnetischer Strahlung erzeugt das Magnetfeld ein elektrisches Feld (nehmen Sie es einfach an), jedoch weiter von dem Leiter entfernt, der mit der Erzeugung des elektromagnetischen Feldes begann. Das elektrische Feld erzeugt ein Magnetfeld, das noch weiter entfernt ist und so weiter. Es geht einfach weiter und weiter, aufgrund der spezifischen Eigenschaften des Feldes. Das ist der Schlüssel zur elektromagnetischen Strahlung.

Wenn Sie mit einem Transformator testen, befindet sich die Sekundärspule innerhalb einer Wellenlänge der erzeugten Welle. Dies bedeutet, dass der Strom in der Sekundärspule nicht durch elektromagnetische Strahlung, sondern durch elektromagnetische Induktion entsteht: Die Felder erzeugen sich nicht gegenseitig.

Sie können das Vorhandensein elektromagnetischer Strahlung nur dann nachweisen, wenn Sie Wellen über mehr als eine Wellenlänge transportieren - nur dann können Sie sicher sein, dass die Felder sich gegenseitig erzeugen.

Ausführliche Erklärung

Hier gibt es einige Verwirrung, und die Ursache dafür ist, dass das theoretische Prinzip der Funkwellen und der Funkfrequenz nicht unbedingt zusammengehört. Schauen Sie sich die Radio-Wikipedia an :

Radio ist die drahtlose Übertragung von Signalen durch den freien Raum durch elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz, die deutlich unter der des sichtbaren Lichts im Radiofrequenzbereich von etwa 30 kHz bis 300 GHz liegt. Diese Wellen werden Funkwellen genannt. Elektromagnetische Strahlung breitet sich durch oszillierende elektromagnetische Felder aus, die die Luft und das Vakuum des Weltraums durchdringen.

^{Hinweis: Ich glaube, das 30kHz Minimum sollte 3kHz sein (Referenz: hier und hier )}

Sie können sehen, dass es andere Wellen mit einer Frequenz <3 kHz oder> 300 GHz geben kann, die auf dem gleichen Prinzip basieren und auf die gleiche Weise funktionieren und daher nicht Teil von "Radio" sind. Diese Wellen sind keine Funkwellen und liegen nicht im HF-Spektrum, aber sie sind genau gleich, wenn Sie die Frequenz vergessen.

Aber es gibt noch mehr! Radiowellen sind elektromagnetische Strahlung . Elektromagnetische Strahlung besteht aus zwei Komponenten, einer elektrischen und einer magnetischen. Diese Komponenten bilden sich wie oben beschrieben gegenseitig. Das rote Magnetfeld erzeugt ein blaues elektrisches Feld, das das nächste Magnetfeld erzeugt, und so weiter.

Aus der elektromagnetischen Strahlung Wikipedia :

Elektromagnetische Strahlung ist eine besondere Form des allgemeineren elektromagnetischen Feldes (EM-Feld), das durch das Bewegen von Ladungen erzeugt wird. Elektromagnetische Strahlung ist mit EM-Feldern verbunden, die weit genug von den sich bewegenden Ladungen entfernt sind, so dass die Absorption der EM-Strahlung das Verhalten dieser sich bewegenden Ladungen nicht mehr beeinflusst.

Was wir versuchen , in zu tun , Ihre früheren Frage war wirklich Kommissionierung nur das schwache magnetische up Feldes , denn das ist , was eine Sekundärspule des Fall ist.

Ich schätze, Sie fragen sich jetzt: Aber macht ein Transformator elektromagnetische Strahlung oder ist es nur ein Magnetfeld? Werfen wir einen Blick auf die elektromagnetische Strahlung Wikipedia :

... die elektrischen und magnetischen Felder in EMR ¹ bestehen in einem konstanten Verhältnis von Stärken zueinander und sind auch phasengleich zu finden ...

^{1: elektromagnetische Strahlung im Vergleich zum elektromagnetischen Feld - Anmerkung des Autors}

Denken Sie an den Transformator. Ein Magnetfeld wird erzeugt, wenn sich der Strom ändert . Nehmen wir an, wir haben einen reinen Sinus als Strom, . Wir können die Änderung des Stroms zu einem bestimmten Zeitpunkt erhalten, indem wir die Ableitung dieses Sinus nehmen, der der Kosinus ist, also: . Schauen Sie sich nun die Funktionen und , die in "einem konstanten Verhältnis der Stärken zueinander" und in Phase vorliegen sollen.$I(t)=sin(t)\cdot{}c$$B(t)=cos(t)\cdot{}c$$I(t)$$B(t)$

^{Anmerkung: Die Konstante ist, weil die Formeln auch von anderen Dingen abhängen, die jetzt irrelevant und in einer bestimmten Situation konstant sind$c$}

Sie können bereits sehen, dass diese Funktionen nicht in Phase sind. Sie stehen auch nicht in einem konstanten Verhältnis zueinander. Sie können das sehen, indem Sie :$f(t)=\frac{sin(t)}{cos(t)}=tan(t)$

Nein, ein Transformator strahlt keine elektromagnetische Strahlung aus. Die Wellen stehen nicht in einem konstanten Verhältnis der Stärke zueinander und sind auch nicht in Phase. Die Tests, die Sie in Ihrer früheren Frage mit einem Transformator durchgeführt haben , basierten lediglich auf einem Magnetfeld.

Dieser Unterschied zwischen Aufnehmen eines magnetischen Feldes und magnetische Strahlung wird als die Differenz zwischen bekannten Nah- und Fernfeld .

Zusammenfassung

Es gibt zwei Hauptgründe, warum es bei Ihren Experimenten nicht um Radio ging. Das erste ist, dass es nur die falsche Frequenz war. Die zweite ist, dass eine Spule mit Wechselstrom keine elektromagnetische Strahlung liefert.

Referenz

• Wikipedia: Radio , Radiofrequenz , Elektromagnetische Strahlung , Elektromagnetisches Feld , Nah- und Fernfeld
• Industrie Kanada, GL-01
• Ihre frühere Frage hier
• Die Zeichnungen wurden mit Wolfram | Alpha erstellt

Die 50 / 60Hz-Transformatorkopplung ist keine HF-Kopplung, da sie durch reaktive Feldkopplung im sogenannten "Nahfeld" funktioniert. Hier ist ein Bild von Wikipedia auf nahen und fernen Feldern: -

Bei ungefähr der Wellenlänge der Antenne (oder der Frequenz, mit der Sie Energie einkoppeln) wird das Nahfeld zum Fernfeld. Das Fernfeld wird als "richtige HF" betrachtet und kann sich ausbreiten, wobei seine Strahlung als Quadrat der Entfernung abnimmt.

Betrachten wir nun einen Transformator mit 50 Hz - was ist die Wellenlänge - 6.000 km - funktioniert die magnetische Nahfeldkopplung sogar bei 1.000 m - Nr. Es ist nicht RF

Ich denke, Sie bekommen es schon weitgehend aus Ihrem letzten Satz. Ein sich änderndes Magnetfeld ist nicht dasselbe wie Radio.

Echtes Radio verbreitet sichEnergie. Sie können sich die Energie vorstellen, die in einem bestimmten Tanz zwischen dem E-Feld (elektrisches Feld) und dem B-Feld (magnetisches Feld) gebunden ist. Die beiden schwingen auf die richtige Weise zusammen und bewirken, dass sich die Energie mit Lichtgeschwindigkeit durch den freien Raum ausbreitet. Sichtbares Licht ist ein Beispiel dafür. Es ist ein winziger Teil des größeren Spektrums, das an Gammastrahlen und kosmischen Strahlen vorbei hinunter (aber nicht hinauf) nach Gleichstrom geht. Das übliche AM-Radio hat eine Frequenz von etwa 1 MHz und eine Wellenlänge von 300 Metern. Gemeinsame FM etwa 100 mal höhere Frequenz und damit 100 mal kürzere Wellenlänge, also 100 MHz und 3 Meter. WiFi arbeitet mit etwa 2,4 GHz, was einer Wellenlänge von 125 mm entspricht. Es gibt Mikrowellen mit einer Wellenlänge von einigen 10 mm, die "Terahertz" -Strahlung, die an Flughäfen verwendet wird, um unter Ihre Kleidung zu schauen, Infrarot, sichtbares Licht (ungefähr 500 nm), Ultraviolett, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und so weiter. All dies ist bis auf die Schwingungsfrequenz genau dasselbe. Da sie sich im freien Raum alle mit der gleichen Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, können Sie sie auch anhand ihrer Wellenlänge charakterisieren.

Die Felder E und B können jeweils auch nicht propagierende Felder unterstützen. Wickeln Sie einen Draht um einen Stahlbolzen oder Ferritstab, schalten Sie den Strom ein und Sie haben ein Magnetfeld. Ferromagnetische Materialien wie Stahl werden von diesem Elektromagneten angezogen. Beachten Sie jedoch, dass die Energie dieses Feldes nirgendwo hin gesendet wird. Das Feld existiert um den Elektromagneten und fällt mit der Entfernung schnell ab. Sie können das Feld sogar über die Zeit variieren, indem Sie den Elektromagneten mit Wechselstrom betreiben und dann einen anderen in der Nähe befindlichen Elektromagneten in umgekehrter Richtung arbeiten lassen, um in seinen Drähten ein elektrisches Signal aus dem sich ändernden Magnetfeld zu erzeugen. Tatsächlich ist dies die Grundlage für die Funktionsweise von Transformatoren. Ja, Sie können auf diese Weise Signale und sogar signifikante Leistungen übertragen, aber es handelt sich nicht um Funk. Beispielsweise, Es gibt keine Möglichkeit, ein Bündel von Elektromagneten anzuordnen, um zu bewirken, dass ein Strahl der B-Feld-Störung in einer bestimmten Richtung abgestrahlt wird. Sie können das Feld lokal formen, und theoretisch erstreckt sich das Feld mit Lichtgeschwindigkeit bis zur Unendlichkeit, aber es ist nicht dasselbe wieSenden einer Funkwelle (oder eines Lichtstrahls oder eines Radarstrahls usw.).

So wie Sie ein B-Feldgerät erstellen können, können Sie auch statische elektrische Felder erstellen. Wie beim Magnetfeld des Elektromagneten kann dieses elektrische Feld lokal erfasst und in geringem Abstand eine erhebliche Leistung übertragen werden. Aber auch hier wird die Energie dieses Feldes nirgendwo "gesendet". Um die Energie wirklich von alleine ausstrahlen zu lassen, ist genau die richtige Wechselwirkung zwischen den B- und E-Feldern erforderlich, die wir als elektromagnetische Strahlung bezeichnen . Wir werden oft etwas schlampig und bezeichnen alles Radio als "RF". RF steht eigentlich für Radiofrequenz , aber wir meinen damit oft nur Radio jeglicher Art.

Aus Wiki :

Radiofrequenz (RF) ist eine Oszillationsrate im Bereich von etwa 3 kHz bis 300 GHz, die der Frequenz von Radiowellen und den Wechselströmen entspricht, die Funksignale übertragen.

Warum 3 kHz und nicht etwa 2,9 kHz? Konvention !

Tatsache ist, dass elektromagnetische Strahlung bei jeder Frequenz auftreten kann, z. B. das ELF-Spektrum von 3 Hz bis 300 Hz, aber EM-Strahlung ist nicht unbedingt RF .