Добротность антенн, накопленная энергия.

[RA6FOO]

Дайте Ваш результат расчета Q с необходимыми выкладками.

Как-то я жил нормально, не зная о добротности антенны. Проживу и дальше.

Вашего расчета добротности полуволнового вибратора (30 МГц, диаметр 2 мм) я тоже не вижу.

---

[UA4NE]

Очень глубокомысленное сообщение Флуд - дело благородное.

[RA6FOO]

Самокритично.
Он вам сегодня об энергии, а вы опять про добротность требуете от него ответить,
на что он вполне конкретно, вам, и еще позавчера, уже ответил

Как-то я жил нормально, не зная о добротности антенны.

[UR4III]

Ваш скан опять не к месту, т.к. он как раз подтверждает то, что Вы отвергаете - накопление энергии именно в пространстве, окружающем антенну, а не в ее проводнике.

О! Господи! Нет там накопления! Утром положили деньги на счёт, вечером сняли. Это не накопление! В колебательном контуре - есть. Много раз объяснял почему. А это - пол периода есть, пол периода нет. Это накопление? Это реактивная энергия.

Ну, включите наконец логику! ЭП и МП "производные" от тока. Чтобы потёк ток нужна поверхностная плотность зарядов, которая синусоидально изменяется, а ток связан с МП. Ток и поверхностная плотность зарядов сдвинуты по фазе на 90 гр. И в электротехнике и в радиотехники работа полей с разницей в 90 гр. РАВНА НУЛЮ!

Работу делает осевая составляющая ЭП поверхностной плотности зарядов, вызывающее колебательное движение свободных электронов. Напряжения в антенне нет.
Эдс источника в начале переходного периода создаёт ток, величина которого обусловлена волновым сопротивлением провода. Токовая волна, отразившаяся от конца вибратора резонансной длины совпадает по фазе с вновь рождённой источником волной, увеличивая величину её тока. И так до тех пор, пока энергия, отдаваемая источником не сравняется с потерями в антенне.
Да, при этом надо бы с волнового сопротивления провода перейти на характеристическое. Но как показывает практика применение ТДЛ в антеннах КВ к большим ошибкам не приводит. Да ещё в отношении совершенно не нужного параметра.
При отключении источника ток некоторое время продолжает шастать по антенне, теряя энергию.

Больше по этому вопросу ко мне не обращайтесь.

[UA4NE]

Влад, я Вас понял: в колебательном контуре накопление реактивной энергии есть, в антенне накопления точно такой же реактивной энергии нет. Более вопросов не имею.

[RU3ACM]

Больше по этому вопросу ко мне не обращайтесь.

\

Влад, пока я тоже не попал под Ваши санкции, хочу задать вопрос.

Каким образом реактивная энергия в колебательном контуре превращается в активную, при отключении источника?

Блин...., Миша!
У нас мозги синхронизировались!!!
Разница в написании практически одинаковых по смыслу сообщений составляет СЕКУНДЫ

[UR4III]

Вашего расчета добротности полуволнового вибратора (30 МГц, диаметр 2 мм) я тоже не вижу.

Видели и цитировали. Пост 258.

- - - Добавлено - - -

Каким образом реактивная энергия в колебательном контуре превращается в активную, при отключении источника?

КК находится в резонансе. Т.е. энергия МП, например в индуктивности "фукса", находится в противофазе с энергией в ЭП в емкости и равны по величине . Ток в цепи общий и ничто не мешает энергии из индуктивности переливаться в ёмкость и обратно, никак не влияя на величину тока в цепи. При отключении источника цепь остаётся замкнутой с энергией в реактивностях. Вот они и продолжают её питать энергией.

[UA4NE]

Видели и цитировали. Пост 258.

Спасибо, теперь вижу. Для симметричного ПВ диполя волновое сопротивление провода длиной ля/4 нужно умножить в два раза, а потом поделить на 93. Получится добротность вашего полуволнового диполя.

По коротким диполям свою критику я уже излагал.

[RU3ACM]

Т.е. энергия МП, например в индуктивности "фукса", находится в противофазе с энергией в ЭП

Дык и в ближнем поле антенны происходит то же самое.
Электрическое поле переходит в магнитное и наоборот.
Все по законам электротехники, как и в колебательном контуре.

При отключении источника "реактивная" энергия превращается в активную.

[RA6FOO]

Поля в вибраторе сдвинуты на 90°. При этом никакого накопления в полях быть не может.

Поля сами по себе - уже энергия. Независимо от того,
это только электрическое или только магнитное поле.

Например, если вы постоянно меняете расстояние между заряженными пластинами,
вы при этом совершаете работу, и тем самым изменяете энергию электрического поля.
Более того, часть его энергии при этом переходит в энергию магнитного поля. И наоборот.
Происходит это не мгновенно и требует некоторого времени для накопления энергии полей.
(хотя бы потому, скорость распространения поля и его изменений конечна)
А сдвиг фаз как раз и говорит о том, что поток энергии меняет направление
и некоторая её часть накапливается, а не уходит сразу на излучение

[UA4NE]

Кстати, а кто заметил в цитате Войтовича натяжку?

Сперва он пишет, что угол между Е и Н = 90 градусов.
И тут же далее пишет: среднее значение вектора П за период равно нулю, но это не означает, что в ближней зоне отсутствует излучение.

Не предвзятый читатель правильно поймет сие изречение, не будет цепляться за слова и не станет опускать автора "ниже плинтуса". Ведь тут Войтович пишет не про все поле, а только про ту его часть (реактивную), которая математически вычленена из него. Вероятно, что просто цитата обрезана неудачно.

Влад, возьмите себе это на заметку. Ни в одной реально существующей физической системе не может быть строгой разности фаз 90 градусов ни между I и U, ни между E и H. Всегда должен оставаться некий "зазор", через который будет уходить активная часть мощности в тепло или на излучение.

[UR4III]

Дык и в ближнем поле антенны происходит то же самое.
Электрическое поле переходит в магнитное и наоборот.
Все по законам электротехники, как и в колебательном контуре.

Не понял. «Кто на ком стоял?».
Ток неразрывно связан с МП вокруг провода, который имеет погонную индуктивность. Индуктивность при увеличении тока (синусоида) противодействует его росту, переводя часть энергии в МП. При снижении величины тока поддерживает его величину, за счёт возврата части энергии МП в цепь тока. МП никуда не исчезает и в ЭП не превращается.

ЭП в ближней зоне создаётся поверхностной плотностью зарядов (ППЗ). Напряженность этого поля зависит от количества зарядов. Поверхностная плотность нестабильна, колеблется. Изменилось количество в ту или иную сторону – изменилась напряженность. При этом ЭП в МП тоже не переходит.
Устал повторять про 180° в КК и 90° в антенне.

А сдвиг фаз как раз и говорит о том, что поток энергии меняет направление
и некоторая её часть накапливается, а не уходит сразу на излучение

В антенне два ЭП. Одно - это ЭП ППЗ, другое – ЭП ускоренно движущихся зарядов. Эти поля не «пересекаются».
А насчёт накопления, то при сдвиге фаз между током и напряжением или между МП тока и ЭП ППЗ в 90°, говорить не приходится. Накопление происходит в другом месте. Где именно – не знаю.

Понятие добротности колебательной системы было введено в физике задолго до появления уравнений Максвелла.

Вот это предложение Георгия очень к месту, потому что мы должны рассматривать именно колебательную СИСТЕМУ, а не отдельные её элементы.

А что в антенне колеблется? Фактом является ступенчатый набор величины тока и такой же набор величины ППЗ, а также их ступенчатое затухание при отключении источника. Фактом является колебания стоячей волны тока и распределения ППЗ по полотну.

Когда включается источник, некая невидимая сила в электрически нейтральном проводе выталкивает на одних участках провода антенны свободные электроны к поверхности проводника, а на других втягивает их вглубь провода. (Кто хочет узнать поглубже, посмотрите https://dxdy.ru/topic94620.html )

Вектор ЭП ППЗ, соосный проводу антенны, воздействует на свободные электроны, порождая ток. Т.е. существует некая энергетическая взаимосвязь между колебанием тока стоячей волны и ППЗ.

Подозреваю, что физика процессов в антенне более сложная, чем та, что подаётся в радиотехнических учебниках.

Если бы меня очень интересовала проблема накопления энергии в антенне, я бы обратился за консультацией на dxdy.

[UA4NE]

А насчёт накопления, то при сдвиге фаз между током и напряжением или между МП тока и ЭП ППЗ в 90°, говорить не приходится.

Влад, я сейчас скажу крамолу, но в колебательном контуре энергия накапливается ровно по той же самой причине - разности фаз между напряжением и током (между электрическим и магнитным полями, электрической и магнитной энергией) ~90 градусов. Откуда Вы взяли 180 градусов - для меня полная загадка.

И в длинной линии со стоячей волной то же самое. И в антеннах - диполях, монополях. И вообще в любой колебательной системе (электрической, гидравлической, механической - пружина, маятник и т.д.) - везде сдвиг фаз ~90 градусов между двумя взаимно превращающимися видами запасенной энергии. Электрической и магнитной, потенциальной и кинетической.



Сами по себе металлические проводники энергию накапливать и транспортировать не могут. Что они могут - так это переводить энергию в тепло (нагреваться), задавать структуру поля в окружающем их пространстве, а также задавать направление перемещения энергии в этом же самом окружающем пространстве. То есть, выполнять руководящую и направляющую функцию "волновода".

Не верите? Сходите на dxdy.

[RA6FOO]

мы должны рассматривать именно колебательную СИСТЕМУ

Мы рассматриваем кусок провода произвольной длины, возбуждаемый током произвольной частоты.

"Колебательная система" завела Щелкунова и его последователей
в поиске "добротности" антенны в тупик. Последние 40 лет
писать в учебниках словосочетание "добротность антенны" и
тем более исследовать и выводить какие то формулы для неё
прекратили все их авторы. Прекратили по двум причинам.
По одной из за бессмысленности увязывать вынужденные
колебания куска провода произвольной длины с добротностью.
О второй я говорил в декабре 2020 г. Могу повторить.

[UR4III]

в колебательном контуре энергия накапливается ровно по той же самой причине - разности фаз между напряжением и током (между электрическим и магнитным полями, электрической и магнитной энергией) ~90 градусов. Откуда Вы взяли 180 градусов - для меня полная загадка.

Накопление энергии - это когда некая её величина постоянно существует в цепи, невзирая на колебания тока и напряжения. Это происходит в контурах при резонансе токов или напряжений, когда они (ток или напряжение) сдвинуты по фазе на 180 гр.

Последовательный КК




Параллельный КК