Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

И все же радиолюбители, особенно начинающие, продолжают сами строить приемники. Почему? Скорее всего, по двум причинам. Во-первых, потому, что, построив приемник, можно сразу же получить практически полезную вещь — играет музыка, рассказывают последние известия. Да и все это слышно так громко, что каждый может убедиться — человек сделал дело. А во-вторых, приемник — это прекрасная база для обучения радиоэлектронике. Об этом мы еще поговорим в конце этой главы, после того, как уже будет изложено существо дела. А сейчас пора начинать, нам предстоит пройти непростой, но очень интересный путь по радиоприемнику. Но начнем мы этот путь с радиопередатчика.

Движущиеся заряды, в частности заряды, образующие ток в проводнике, создают вокруг себя магнитное поле. Причем вдали это поле появляется не в тот же момент, что и у самой поверхности проводника, а с некоторым опозданием. Электрические и магнитные поля распространяются со скоростью света, то есть проходят в секунду 300 000 км, и на расстоянии 30 м от проводника поле появится через 0,0000001 сек (через одну десятимиллионную секунды).

Опоздание очень небольшое, но все же опоздание есть, и оно играет принципиально важную роль в процессе излучения свободных электромагнитных волн.

Когда по проводнику течет постоянный ток и вокруг него появляется магнитное поле, то это поле нельзя назвать свободным. Оно привязано к породившему его току: прекратите ток — и поле тут же исчезнет. Электрическое поле существует вокруг скопления зарядов, тоже крепко привязано к этим зарядам: уберите заряд — и поля нет. Но совсем иначе ведут себя электрические и магнитные поля, если их создает непрерывно и быстро меняющийся ток или непрерывно и быстро меняющийся электрический заряд.

Старый, добрый, испытанный метод — мысленный эксперимент: пропускаем по проводнику переменный ток и следим за тем, что происходит с электрическими и магнитными полями на некотором расстоянии от этого проводника (Р-117;1). Первое же нарастание тока создаст нарастающее магнитное поле: сначала оно появится у самой поверхности проводника, а затем, перемещаясь в пространстве со скоростью света, доберется и до точки х. Когда же ток начнет уменьшаться, то магнитное поле тоже будет ослабевать. И тоже не сразу — у поверхности проводника уже поля нет, а в точке х оно еще существует.

Р-117

Теперь представьте себе, что ток в проводнике меняется очень быстро. И что в точке х еще не успело исчезнуть старое магнитное поле, как в проводнике начал действовать следующий полупериод тока и пошла в пространство следующая порция магнитного поля. Заглянув профилактически в Т-8, мы сможем в упрощенном виде так описать события: под действием переменного тока проводник один за другим посылает в пространство сгустки магнитных полей — каждый последующий новый сгусток подталкивает предыдущий, старый, отсекает его от проводника, и в пространство уходят свободные магнитные поля.

Ток в проводнике всегда появляется под действием напряжения, а значит, некоторого накопления зарядов. А они создают вокруг проводника и некоторое переменное электрическое поле. Переменное потому, что раз ток переменный, то и напряжение переменное, а значит, концентрация зарядов тоже меняется. С электрическим полем, по сути, происходит то же самое, что и с магнитным: один сгусток поля следует за другим, сгустки электрических полей, подталкиваемые следующими такими же сгустками, уходят от проводника, начинают самостоятельную свободную жизнь в пространстве.

Но электричество и магнетизм — это лишь два разных проявления одного электромагнитного процесса. И электрические поля, выброшенные в пространство, так же, как и магнитные, оказываются лишь составляющими единого сложного образования — электромагнитного поля. В этом поле происходит непрерывный обмен энергией между его составляющими, их взаимные превращения — изменения электрического поля рождают магнитное поле, а его изменения в свою очередь рождают электрическое поле. Проводник с переменным током излучает одновременно обе составляющие поля — электрическую и магнитную, они непрерывно переходят одна в другую, их уровень и направление все время меняются (Р-117;2).

Т-202. Чем выше частота излучающего тока, тем меньше длина излучаемой электромагнитной волны. В самых разных по своей природе волновых процессах есть некоторые общие черты. Так, скажем, волны на поверхности воды и звуковые волны имеют кое-что общее с таким не похожим на них объектом, как волны электромагнитные. Для всех для них, в частности, может быть введена одна и та же характеристика — длина волны. У морских волн — это расстояние между двумя соседними гребнями, у звуковых — расстояние между двумя участками с максимальным давлением (Р-63).