第六节、电磁波的发送（一） 开放电路

从赫兹成功地证实电磁波的存在，到现在不过一百年，电磁波在科学技术上已经得到广泛的应用。广播电台和电视台每天都在发射强大的电磁波，它带着能量和信号传到各地，我们打开收音机和电视机，就听到声音，看到图像（图 4–10）。这是怎样实现的呢？从这一节开始我们将学习有关这方面的一些基本知识。

要利用电磁波，必须有效地向外发射电磁波。但是，由普通的电容器和线圈组成的振荡电路（图 4–11 甲），向外辐射能量的本领是很差的。这种振荡电路通常叫做闭合电路，电场和磁场几乎完全集中在电容器和线圈内，电场能和磁场能主要是在电路内互相转化，辐射出去的能量极少，实际上不能用来发射电磁波。为了有效地发射电磁波，必须尽可能使电场和磁场分散开。如果把电路改成图 4–11 乙那样，辐射能量的本领会好些；如果改成图 4–11 丙那样，辐射能量的本领就更好了。图 4–11 丙所示的电路叫做开放电路。

实际应用的开放电路，线圈下部用导线接地，这条导线叫做地线；线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器。

研究表明，振荡电路辐射能量的本领跟振荡频率有关。电磁振荡的频率越高，向外辐射能量的本领就越大。因此，在无线电技术中使用的振荡电流频率都很高，在几百千赫以上。由频率公式 f = $\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ 知道，要提高振荡频率，必须降低振荡电路的电感和电容。上面讲的具有天线和地线的开放电路，不但形式开敞，同时它的电感和电容都很小，有很高的固有频率，这对于发射电磁波是很有利的。

使开放电路里产生振荡电流，通常用如图 4–12 所示的感应耦合的办法，使开放电路的线圈 L₁ 跟振荡器电路中的线圈 L₂ 接近。这样，振荡器电路里有振荡电流时，由于 L₂ 和 L₁ 的互感作用，在开放电路里就产生了同样频率的振荡电流，从而发射出电磁波。

无线电技术中使用的电磁波通常叫做无线电波，无线电波的波长从几毫米到几十千米，例如中央人民广播电台发射一种频率为 15.55 兆赫的无线电波，波长为 19.3 米。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示。

发布时间：2025/4/13 下午8:10:23  阅读次数：377