无线电原理

电最引人入胜的应用之一是产生不可见的能量涟漪，称为无线电波 .本课交流电的范围有限，无法充分探索这个概念，将涵盖一些基本原理。

随着奥斯特偶然发现电磁学，人们认识到电和磁是相互关联的。

当电流通过导体时，会产生垂直于流动轴的磁场。同样，如果导体受到垂直于导体的磁通量变化的影响，则会沿该导体的长度产生电压。

到目前为止，科学家们知道电和磁似乎总是以正确的角度相互影响。然而，在这个看似简单的相关垂直概念之下却隐藏着一项重大发现，它的揭晓是现代科学的关键时刻之一。

电场和磁场的关系

物理学上的这一突破再怎么强调也不为过。负责这场概念革命的人是苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 (James Clerk Maxwell，1831-1879)，他将电学和磁学的研究“统一”在了四个相对整齐的方程中。

本质上，他发现的是电场和磁场场 无论是否存在用于电流流动的导电路径，它们本质上彼此相关。更正式地说，麦克斯韦的发现是这样的：

变化的电场产生垂直的磁场， 和

变化的磁场会产生垂直的电场。

所有这一切都可以发生在开放空间中，当它们以光速穿过空间时，交替的电场和磁场相互支持。这种在空间中传播的电场和磁场的动态结构被称为电磁波 .

由电磁波组成的自然辐射能有很多种。甚至光在本质上也是电磁的。 X 射线和“伽马”射线辐射也是如此。

这些类型的电磁辐射之间的唯一区别是它们的振荡频率（电场和磁场在极性上来回交替）。通过使用交流电压源和称为天线的特殊设备 ，我们可以轻松地产生电磁波（频率远低于光的频率）。

天线类型

天线只不过是一种用来产生分散电场或磁场的装置。两种基本类型的天线是偶极子 和循环 :下图

偶极子和环形天线。

虽然偶极子看起来只不过是一个开路，而回路是一个短路，但当连接到适当频率的交流电源时，这些电线是电磁场的有效辐射器。偶极子的两条明线充当一种电容器（两个导体被电介质隔开），电场开放以分散而不是集中在两个紧密间隔的板之间。

环形天线的闭合导线路径就像一个带有大空气芯的电感器，再次为场提供了充足的机会从天线分散开，而不是像普通电感器那样集中和包含。

当通电偶极子将其变化的电场辐射到空间中时，会产生一个成直角的变化磁场，从而将电场进一步维持在空间中，波以光速传播，依此类推。

当有源环形天线将其不断变化的磁场辐射到空间中时，会产生一个成直角的变化电场，最终结果是从天线发射出连续的电磁波。两种天线都实现了相同的基本任务：电磁场的受控产生。

天线的功能

当连接到高频交流电源时，天线充当传输 装置，将交流电压和电流转换为电磁波能量。天线还具有拦截电磁波并将其能量转换为交流电压和电流的能力。在这种模式下，天线充当接收 设备：下图

基本的无线电发射器和接收器。

虽然很多 关于天线技术的更多信息，这个简短的介绍足以让您大致了解正在发生的事情（也许还有足够的信息来引发一些实验）。

评论：

• James Maxwell 发现变化的电场会产生垂直磁场，反之亦然，即使在空旷的空间中也是如此。
• 一对相互成直角振荡并以光速传播的电场和磁场构成了电磁波 .
• 一个天线 是一种由电线制成的装置，设计用于在由高频交流电源供电时辐射变化的电场或变化的磁场，或拦截电磁场并将其转换为交流电压或电流。
• 偶极子 天线由两根导线（不接触）组成，主要在通电时产生电场，其次在空间中产生磁场。
• 循环 天线由一圈导线组成，主要在通电时产生磁场，其次在空间中产生电场。

相关工作表：

• 基本电磁学和电磁感应工作表