Электромагнитная энергия

До тех пор пока электрический ток остается постоянным, неизменно и созданное им магнитное поле. Но сделайте ток переменным, заставьте его периодически, т. е. через равные промежутки времени, менять не только свою величину, но и направление, и тогда вместе с ним будет меняться и магнитное поле. {16}

Точно так же ведет себя и электрическое поле. Если периодически менять величину и знак (полярность) заряда, то поле станет переменным.

Переменные магнитные и электрические поля обладают новым замечательным свойством — они порождают и поддерживают друг друга. Даже в пространстве, где отсутствуют какие-либо электрические заряды, переменное магнитное поле создает переменное электрическое поле, и наоборот. Именно поэтому такое электромагнитное поле обладает способностью распространяться в пространстве, лишенном каких-либо проводников электрического тока Это распространение, как уже говорилось в предыдущей главе, происходит со скоростью света, равной 300 000 км/сек.

Теперь становится понятным данное ранее определение радиоволн как повторяющихся во времени и в пространстве электрических и магнитных полей.

Вместе с понятием «электромагнитное поле» приходится ввести и понятие «электромагнитная энергия».

Действительно, лишь только электрический заряд попадет в электрическое поле, он начинает двигаться. Движущийся же заряд создает вокруг себя магнитное поле. Значит, часть энергии электрического поля перешла в энергию магнитного поля.

В распространяющемся электромагнитном поле также идет беспрерывный обмен энергией между электрическим и магнитным полями. Как бы передавая ее друг другу, они проносят самую быструю в мире эстафету — энергию электромагнитного поля.

Самый простой способ передачи электромагнитной энергии — это использование электрического тока, текущего по проводам, В этом случае, как и в случае распространения без проводов, энергия передается не в проводе, а вокруг него, с помощью все тех же переменных электрических и магнитных полей. Только теперь электрический ток как бы «привязывает» энергию к проводу, не дает ей «уходить» в сторону, а заставляет двигаться вдоль провода. Провода становятся теми «рельсами», вдоль которых распространяется энергия.

В радиолокаторах используются и специальные трубы — волноводы, внутри которых передается электромагнитная энергия.

Каждый из этих способов передачи электромагнитной энергии — двухпроводная линия или трубы (волноводы) — используется для доставки выработанной передатчиком энергии в антенну. Дальнейшая «транспортировка» электромагнитной энергии в пространство выполняется антенной. Антенна помогает энергии оторваться от направляющей линии, освободиться от «рельсов» и отправиться в дальнейшее путешествие в виде ничем не связанных радиоволн. Отсюда становится понятным и термин «радио», что значит на латинском языке «излучаю». Радиоволны — это волны излученной в пространство электромагнитной энергии.

Мы еще остановимся более подробно на процессе излучения. Пока же рассмотрим те основные требования которые предъявляются к антенне. {17}

Прежде всего ясно, что антенна должна быть построена так, чтобы вся по возможности без потерь выработанная передатчиком энергия была передана в пространство в виде радиоволн.

Вспоминая один из принципов радиолокации, мы должны также сказать, что радиоволны следует посылать не куда попало, а в строго определенном направлении. Для этого необходимо, чтобы условия «отрыва» энергии от антенны в заданном направлении были намного лучше, чем в других, не нужных в данный момент направлениях.

Эти требования основные. Если конструкция антенны удовлетворяет им, то лишь незначительная часть энергии пропадает зря. Весь же основной ее запас, несомый радиоволной, отправляется в дальнейшее «путешествие» в поисках цели.

Но и в этом «путешествии» радиоволн их ждет множество «приключений». В зависимости от «размеров» они по-разному проникают сквозь толщу земной атмосферы, по-разному отражаются от встреченных объектов и, наконец, по-разному поддаются влиянию других важных факторов, характеризующих распространение радиоволн над землей.