Где же рождаются радиоволны

В наши дни понятие «переменный ток» хорошо знакомо. Но все же, прежде чем начать знакомство со способами возбуждения высокочастотных переменных токов, необходимо восстановить в памяти некоторые касающиеся их сведения.

Переменный ток беспрерывно меняется по величине и по направлению. Начиная с нуля, он непрерывно возрастает в одном направлении до какого-то наибольшего значения, называемого амплитудой (латинское слово «амплитудо» значит «величина»). Достигнув наибольшего значения, ток начинает уменьшаться, падает до нуля, далее меняет свое направление и снова растет по величине. Так, с последовательной переменой направлений повторяется процесс нарастания и спадания тока. Такого рода изменения называют колебаниями тока.

Время, необходимое для совершения полного цикла колебаний, называется периодом. За время одного периода ток успевает принимать все значения, свойственные диапазону его изменения. Естественно, {57} что ток может совершать полный цикл своего изменения за больший либо за меньший отрезок времени.

Сколько циклов, например, совершает за 1 секунду электрический ток в обычной осветительной сети? Оказывается пятьдесят! На первый взгляд это довольно много. Но если учесть, что в антеннах радиолокаторов протекают токи, совершающие сотни и даже тысячи миллионов циклов в секунду, то скорость изменения обычного переменного тока осветительной сети покажется «черепашьей».

Величина, показывающая, сколько циклов или сколько периодов колебания проходит за 1 секунду, называется частотой. Частота измеряется в герцах. Если колебания повторяются с частотой в 1 герц (гц),— это значит, что в 1 секунду укладывается лишь 1 период. Период и частота могут быть легко связаны между собой. Ведь если 1 секунду разделить на длительность периода, мы как раз и получим частоту в герцах, обозначаемую буквой f:

В дальнейшем, при ознакомлении с устройством и работой генераторов переменных токов высокой частоты, нам часто придется хотя бы мысленно представлять себе «рисунок» изменяющегося

Изображение (график) переменного синусоидального тока

во времени тока. Заранее условимся, как будем его изображать.

Начнем откладывать на горизонтальной линии последовательные равные отрезки времени. В конце каждого отрезка вверх или вниз (в зависимости от направления) будем откладывать величины токов, сохраняя масштаб постоянным. Если все полученные точки обвести одной линией, то получится уже знакомая кривая, напоминающая волну; ее называют синусоидой. Вспомните, как изображают распространяющееся электромагнитное поле. Там изменение величин электрического и магнитного полей вдоль линии распространения также изображалось синусоидой. Если бы в том же случае мы захотели нарисовать характер изменения во времени величины поля в любой постоянной точке, то тоже получили бы синусоиду. Такая закономерность не случайна. Токи высокой частоты «рождают» электромагнитное поле и поэтому тесно с ним связаны. Когда кончается период изменения тока, тогда же кончается и цикл излучения антенны. Поле успело продвинуться вперед на одну длину своей волны, в каждой точке пространства закончился полный цикл изменений.

Значит, частота создаваемого переменного тока тесно связана с длиной излучаемой волны. Уже приводилась формула, связывающая {58} скорость распространения, длину волны и период. Теперь мы можем ввести в нее еще и частоту, заменить ею период. Тогда эта формула примет такой вид:

Где же рождаются радиоволны, где возникают и как управляются те самые переменные токи высокой частоты, благодаря которым электромагнитная энергия передается в антенну и излучается в виде радиоволн?

Ответу на этот вопрос, рассказу о создании незатухающих электрических колебаний посвящена эта глава.