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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 전선의 짧은 파도. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 초보자 라디오 아마추어 정류파 단파는 우리가 전류의 전파를 상상하는 것과는 다른 방식으로 전선을 따라 전파됩니다. 우리는 일반적으로 전선의 어느 위치에서나 전류의 세기가 동일하다고 가정합니다. 진동 전류의 경우 이는 잘못된 것으로 판명됩니다. 와이어 끝에서 전기가 반사되어 와이어에 전류 및 전압의 소위 "정재파"가 형성됩니다. 엄밀히 말하면 이러한 파동은 교류로 형성되지만 일반적으로 매우 긴 와이어가 필요하기 때문에 관찰할 수 없습니다. 와이어 또는 와이어 쌍의 길이가 파장의 최소 1/4을 초과해야 합니다. . 짧은 파도의 경우 이는 매우 쉽습니다. 먼저 단일 와이어에서 어떤 일이 일어나는지 분석해 보겠습니다. 한쪽 끝 E에 단파 발생기가 있고 다른 끝 A가 절연되어 있는 충분히 긴 전선이 있다고 가정합니다(그림 1).
이미 지적했듯이, 그러한 전선의 전류는 길이에 따라 동일하지 않습니다. 끝에서 전류는 0이고 끝에서 멀어질수록 나타나며 점점 더 많아지며 끝에서 1/4 파동 떨어진 B 지점에서 최대 값에 도달합니다. 즉, A 지점과 B 지점 사이의 전선의 다른 위치에서 전류계를 켜면 B 지점에 접근할 때 전류계가 점점 더 많이 표시되고 전류는 ABC 곡선을 따라 변경됩니다. 1일 B 지점을 지나면 전류는 점차 C 지점으로 떨어지며 C 지점에서 완전히 멈춥니다. C에서 A까지의 거리는 단파 발생기 파장의 절반과 같습니다. 또한 C 지점을 지나면 전류가 다시 증가하여 D의 최대 값에 도달한 다음 다시 3으로 떨어지고 모든 것이 다시 반복됩니다. 거리 AD는 파동의 4/XNUMX과 같고, 거리 AE는 발생기의 전체 파장입니다. 최대 지점(B 및 D)에서 전류계는 동일한 전류 세기를 나타내지만 이러한 지점에서 주어진 각 순간의 전류는 반대 방향으로 흐릅니다(예: 화살표로 표시). 이를 그림에서 확인하기 위해 전류 분포 곡선 CdE를 EA 라인 아래에 배치하고, 첫 번째 부분인 AbC는 EA 위쪽에 배치합니다. AbCdE 곡선은 소위 정현파 곡선의 형태를 갖습니다. 전선을 따라 이렇게 고르지 않은 전류 분포가 있을 때 전선에 정상 전류 파동이 형성되었다고 말합니다. 전류 세기가 가장 큰 곳(점 B D)을 전류 안티노드라고 하고, 전류 강도가 XNUMX인 곳(점 A, C, E)을 전류 노드라고 합니다. 우리는 인접한 노드와 안티 노드가 서로 반파 거리에 있음을 알 수 있습니다. 우리는 와이어를 충분히 길게 고려했지만, 예를 들어 1/4파만 더 짧다면(즉, B 지점에 이미 발전기가 있을 것임) 전류 분포는 여전히 고르지 않을 것입니다. 동시에, 와이어 끝의 전류는 항상 0이므로 와이어 끝(A)에는 노드가 있고 생성기(B)에는 전류 안티노드가 있습니다. 이제 정류파가 생성되는 단일 와이어가 있으면 전파를 우주로 방출한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이는 에너지를 소비한다는 것을 의미합니다. 단파 복사에 대한 에너지 소비는 매우 중요하며 파장이 짧아질수록 증가합니다. 방사하기 위해 와이어가 필요한 경우 이는 유용한 에너지 소비가 될 것이지만 때로는 이것이 꼭 필요하지 않은 경우 이 지출은 에너지 낭비가 될 것입니다. 예를 들어, EA 와이어가 그 자체로는 안테나가 아니고 안테나에 에너지를 공급하는 역할만 하는 경우가 있습니다. 이 경우 방사를 위해 손실된 에너지는 우리에게 낭비될 뿐만 아니라 실제 안테나의 방사를 방해하여 해로울 수도 있습니다. Lecher의 시스템 방사선에 대한 에너지 손실 없이 전류를 공급하기 위해 2선 라인 또는 소위 Lecherov 시스템이 사용됩니다(그림 2). 이는 서로 상대적으로 짧은 거리에 있는 두 개의 와이어로 구성됩니다. 젠장. 그림 XNUMX는 한쪽 끝이 절연되고 다른 쪽 끝이 발전기에 연결된 Lecher 시스템을 보여줍니다. 이 시스템에서는 정상 전류파의 형성도 볼 수 있습니다. 그러나 도면을 자세히 살펴보면 동일한 위치(예: 컷 aa)에서 각 와이어의 전류가 반대 방향으로 흐르는 것을 볼 수 있습니다. 그것은 매우 중요합니다. 이러한 상황으로 인해 두 전선은 서로 에너지를 방사하는 것을 방지하며 Lecherov 시스템은 방사 손실이 없습니다.
지금까지 우리는 전류의 정상파에 대해 이야기해 왔지만 전압에서도 동일한 파동이 발생합니다. 젠장. 그림 3은 Lecher 시스템에 따른 응력 분포를 보여줍니다. 여기서는 전류와 동일한 곡선을 볼 수 있습니다. 매듭과 항절도 여기에서 관찰됩니다. 그러나 전류에 노드가 있는 곳에서는 전압 안티노드만이 정확하게 발생하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이는 그림 2와 3을 비교하면 쉽게 알 수 있습니다.
브리지가 있는 Lecherov 시스템이 자주 사용됩니다. 이는 시스템의 두 전선을 모두 단락시키는 모바일 도체의 이름입니다. 이 브리지는 두 개의 얇은 구리판을 서로 나사로 고정하여 만들 수 있습니다. 브리지를 이동해야 할 경우 나사를 풀고 다시 조입니다. 브리지가 있는 Lecherov 시스템은 브리지 위치에서 전선 사이의 전압이 항상 4이고 전압 노드가 있으며 결과적으로 전류 안티노드가 있다는 점에서 다릅니다. 이 경우 전류 및 전압 곡선이 어떻게 배열되어 있는지가 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX.
따라서 시스템 어딘가에 브리지를 설치하여 현재 안티노드의 위치를 결정합니다. 이는 시스템 설정을 쉽게 변경할 수 있으므로 시스템이 다양한 파장에서 작동하도록 설계되었을 때 매우 편리합니다. 사실은 뚜렷한 정재파를 얻기 위해 Lecherov 시스템을 발전기에 연결할 수 없다는 것입니다. 발전기는 전류의 반대 노드와 같은 특정 장소에 위치하는 것이 필수적입니다. 지옥에서 보여집니다. 2, 여기서 시스템은 전류 안티노드가 코일을 통과하도록 발전기 코일에 연결됩니다. 이제 발전기의 파동을 변경하면 파동의 정확히 3/4이 와이어에 맞지 않습니다. 시스템의 끝 부분에는 항상 전류 노드가 있기 때문에 발전기는 반대 노드를 떠나고 이 경우 정재파는 매우 약한 것으로 나타납니다. 다리가 있으면 발전기가 다시 전류의 반대 노드로 떨어지도록 다리를 항상 이동할 수 있습니다. Lecher의 시스템을 사용한 실험 말한 내용을 시각적으로 확인할 수 있는 실험을 수행하는 것은 어렵지 않습니다. 이렇게하려면 단파 발생기, Lecherov 시스템 및 손전등의 여러 전구가 필요합니다. 발전기는 30개의 1와트에서 충분한 전력을 공급받아야 합니다. 두 개의 증폭 또는 마이크로 튜브를 사용하면 매우 좋은 발생기를 통해서만 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다. 파장 범위: 5미터 이하. Lecher의 시스템은 직경이 약 10mm인 두 개의 전선(전화 청동선은 매우 좋음)에서 가져와야 하며 이 전선을 서로 3-4cm 떨어진 거리에서 당겨서 이 거리가 전선 사이에서 변하지 않도록 주의해야 합니다. . 이렇게 하려면 에보나이트 또는 유리 스페이서를 서로 25-30m 떨어진 곳에 배치해야 합니다. 가능한 한 오랫동안 시스템을 사용하는 것이 좋습니다. 바람직하게는 5-XNUMX미터입니다. 전선의 끝 부분, 특히 발전기에 가장 가까운 끝 부분은 절연되어야 합니다. 여기서는 지옥에서 볼 수 있듯이 발전기에 도달하기 전에 전선을 차단해야 합니다. XNUMX, 끝 부분을 발전기에 자유롭게 연결하십시오.
절연체는 너트 모양이어야 합니다. 4-5개 조각으로 구성된 체인이어야 하며 반드시 와이어가 아닌 로프로 연결되거나 유리 또는 관형 또는 전체로 연결되어야 합니다. 손전등에서 전구를 가져와 두 개의 단단한 도체를 납땜하고 반대 방향으로 가져갑니다. 도체의 끝은 그림 6에 표시된 것처럼 Lecher 시스템의 와이어를 감싸도록 구부러져야 합니다. 2, 그러나 시스템을 따라 전구를 사용하여 결과 브리지를 이동할 수 있습니다. 시스템의 끝은 그림과 같이 발전기에 연결됩니다. 7 또는 유도적으로 결합됩니다(그림 XNUMX). 두 경우 모두 경험을 통해 가장 유리한 연결을 선택해야 합니다.
발전기를 20미터와 같은 일부 파동으로 조정한 다음 브리지를 이동하여 발전기에서 멀어지게 합니다. 처음에는 빛나던 다리의 전구가 점차 꺼집니다. 하지만 반파장 정도 이동하면 다시 불이 들어오고, 가장 많이 빛날 때 레체 시스템이 조정됩니다. 그런 다음 전구와 발전기에 전류 안티노드가 있는 정상 반파가 시스템에 적합합니다. 전구를 더 멀리 이동하면 발전기에서 브리지 등으로 두 개의 반파가 맞을 때 전구가 다시 꺼지고 다시 켜집니다.
Lecher 시스템이 설정되면 전압 안티노드에서 노드를 감지할 수도 있습니다. 전압 노드는 손에 일부 도체를 잡고 와이어를 만지면 찾을 수 있습니다. 일반적으로 이러한 터치를 하면 시스템 설정이 방해를 받고 브리지의 표시등이 꺼집니다. 그러나 전압 노드의 와이어를 만지면 설정을 위반하지 않으며 모든 것이 변경되지 않습니다. 이는 와이어에 노드에 전압이 없기 때문에 발생합니다. 따라서 노드를 접지에 연결하면 전류를 접지로 전환할 수 없습니다. 전압 노드는 현재 안티노드와 같은 위치에 있습니다. 안티노드를 찾으려면 그림 7에 표시된 것처럼 손전등의 전구를 전선 중 하나에 걸어야 합니다. 10. 시트 A는 10xXNUMXcm 이상의 모든 금속(철 제외)으로 만들 수 있습니다. 전구는 전압의 반대 노드에서 가장 강하게 빛납니다. 왜냐하면 여기서 전류는 전선에서 전구와 금속 시트의 커패시턴스를 통해 가장 강하게 흐르기 때문입니다. 발전기의 전력이 상당한 경우 일반 전구(시트 없음)를 전압의 반대 노드에 걸어두면 그 안에 포함된 희박한 공기의 푸른 빛을 관찰할 수 있습니다. 긴장의 반대 노드를 벗어나면 설명된 현상이 사라집니다. 측정 파장에 대해 그런데 독자는 Lecher 시스템을 적용하여 발생기의 파장을 결정하는 것이 편리하다고 결론을 내릴 수 있습니다. 실제로 두 개의 인접한 현재 배점 사이의 거리를 측정하면 정확히 절반의 파장을 갖게 됩니다. 그러나 설명된 설정을 사용한 파동 측정은 완전히 정확한 결과를 제공하지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 브리지에 위치한 전구는 에너지를 흡수하므로 측정된 파동은 실제 파동보다 다소 짧아집니다. 측정 오류는 1-2%에 도달합니다. 이 오류를 피하기 위해 실험실 설치에서는 전구 대신 브리지에 포함되지 않고 유도 방식으로 연결되는 민감한 장치가 사용됩니다. 방법 자체는 동일하게 유지되며 단파장 파장계를 교정하는 데 사용됩니다. 이제 Lecher 시스템의 몇 가지 추가 속성에 대해 알아 보겠습니다. 이를 통해 파장을 측정하는 또 다른 보다 정확한 방법을 더 자세히 설명할 수 있습니다. 와트가 없는 저항으로서의 Lecher의 시스템 교류 경로에서 발생하는 자기 유도 및 정전 용량은 소위 무와트 저항(유도성 또는 용량성)을 나타냅니다. Lecher 시스템은 이러한 저항으로도 사용될 수 있으며, 때로는 기존의 자기 유도 코일 및 커패시터보다 장점이 있습니다. 그 이유를 알아보기 위해 그림 8을 살펴보겠습니다. 다음은 A에서 끝나는 Lecher 시스템을 따른 전류 및 전압 곡선입니다. 우리는 전류 및 전압의 기복이 심한 분포가 도체 끝의 반사로 인해 발생한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 상황을 조금 다르게 볼 수 있습니다. 시스템의 두 섹션 a와 b를 살펴보겠습니다. a의 전류는 b의 전류보다 크고 전압은 그 반대입니다. 그렇다면 a에서 Lecher 시스템의 저항은 b에서보다 작다고 말할 수 있습니다. 저항이란 끝에서 a까지, 끝에서 c까지의 길이를 갖는 시스템 섹션의 저항을 의미합니다.
이러한 방식으로 추론하면 길이에 관계없이 Lecher 시스템에 대한 저항을 정의할 수 있습니다. 길이에 따라 유도성(자기 유도 코일의 저항과 동일) 또는 용량성일 수 있음이 밝혀졌습니다. 젠장. 그림 9는 브리지된 Lecher 시스템에 대한 이 저항의 곡선을 보여줍니다. 곡선은 1cm 간격으로 8mm 직경의 와이어로 구성된 시스템을 나타내지만 비슷한 크기의 모든 시스템에서 거의 동일합니다. 그림에서 옴 단위의 유도 저항은 수평축에서 위쪽으로, 용량성 저항은 아래쪽으로 표시됩니다. Lecher 시스템의 길이는 수평축을 따라 파동의 분수로 표시됩니다. 저항이 유도성이고 1000Ω인 시스템을 원한다고 가정해 보겠습니다. 이를 위해 시스템의 길이는 0,16 파장과 동일해야 한다는 것을 곡선을 통해 쉽게 결정할 수 있습니다.
Lecher 시스템의 무와트 저항 곡선을 통해 무엇보다도 시스템 튜닝 프로세스가 실제로 무엇으로 구성되어 있는지 이해할 수 있습니다. 가장 큰 전류를 얻고 결과적으로 가장 눈에 띄는 정재파를 얻으려면 Lecherov 발전기에 연결된 시스템에 많은 저항이 없어야 합니다. 무엇보다도 이 저항은 시스템의 길이가 반파장 또는 그 배수와 같을 때 발생합니다. 이 경우 발전기는 전류의 반대 노드에 있게 됩니다. 매우 짧은 파장, 특히 수 미터 정도의 파장에 대해서는 자기 유도 코일 및 커패시터 대신 Lecher 시스템을 사용하는 것이 합리적입니다. 여기서 장점은 Lecherov 시스템의 손실이 매우 낮다는 것입니다. 손실은 코일과 커패시터에서 파동 단축에 따라 크게 증가합니다. 초크 또는 차단 커패시터 대신 Lecher 시스템을 사용하는 것이 더 편리하며 발진 회로 *에서는 사용하기가 더 어렵습니다. 물론, Lecherov 시스템은 주어진 파동에 대해서만 와트 없는 저항을 제공한다는 점을 기억해야 합니다. 파동을 바꾸자마자 저항이 변합니다. 또한 커패시터의 경우(직류를 통과시키지 않아야 하는 경우) 브리지가 없는 시스템을 사용해야 한다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 시스템의 커패시턴스 곡선은 그림 10에 나와 있습니다. XNUMX. 이 경우 전선의 끝부분은 잘 절연되어 있어야 합니다.
파동 측정에 대해 자세히 알아보기 Lecher 시스템의 저항에 대해 알게 되면 파장을 측정하는 또 다른 방법을 설명할 수 있지만 가능하면 강력한 생성기가 필요합니다. 이를 위해서는 발전기와 유도적으로 연결된 대칭 진동 회로가 필요합니다(그림 11).
커패시터의 용량은 약 8 ~ 100cm, 코일은 4 ~ 10 바퀴, 직경은 약 8cm이어야하며 회로에는 손전등 전구가 표시기로 포함됩니다. 연결이 약할 수 있으므로 더 강력한 발전기가 바람직합니다. 발진 회로는 브리지가 있는 Lecherov 시스템이 연결된 지점 a와 b에서 차단됩니다. 브리지는 먼저 회로(약 1/8파)에서 멀지 않은 곳에 설치되고 회로는 공진에 맞춰 조정됩니다. 동시에 전구가 깜박입니다. 그 다음에. 회로를 건드리지 않고 전구가 다시 가장 밝게 켜질 때까지 브리지를 멀리 이동하십시오. 첫 번째 위치와 마지막 위치 사이의 거리는 웨이브의 절반에 불과합니다. 이 방법은 시스템에 큰 에너지 손실이 없는 한 시스템의 동일한 저항 값이 시스템의 길이를 따라 엄격하게 반파마다 반복된다는 사실에 기초합니다. 결론적으로 우리는 Lecher 시스템이 안테나, 특히 복잡한 지향성 안테나에 에너지를 공급하는 데 특히 중요하다는 점을 지적합니다. 특별한 에세이가 필요한 이 문제에 대해서는 다루지 않겠습니다. 독자가 알 수 있듯이 단파 기술에서는 Lecherov 시스템이 널리 사용되었습니다. 단파 라디오 아마추어들의 실천에서 정당한 자리를 차지할 충분한 이유가 있습니다. * 자기 유도 코일 L의 유도 리액턴스는 6,28fL 옴이고, 커패시터 C의 용량성 리액턴스는 1/(6,28fC)옴이며, 여기서 f는 발진 주파수 = 3 * 10임을 기억하는 것이 유용합니다.8/Lambda, 여기서 Lambda는 미터 단위의 파장입니다. L과 C는 헨리와 패럿으로 표현되어야 합니다. 이 공식에 따르면 어떤 코일과 어떤 커패시터가 하나 또는 다른 길이의 Lecherov 시스템과 동일한지 결정할 수 있습니다. 저자: A.Pistohlkors
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