Chini ya hali fulani, uga zinazobadilishana za umeme na sumaku zinaweza kuzalisha kila mmoja. Wanaunda uwanja wa sumakuumeme, ambayo sio jumla yao. Hii ni nzima moja ambayo nyanja hizi mbili haziwezi kuwepo bila kila mmoja.
Kutoka kwa historia
Jaribio la mwanasayansi wa Denmark Hans Christian Oersted, lililofanywa mwaka wa 1821, lilionyesha hilo umeme inazalisha shamba la sumaku. Kwa upande wake, uwanja wa sumaku unaobadilika unaweza kutoa mkondo wa umeme. Hii imethibitishwa Mwanafizikia wa Kiingereza Michael Faraday, ambaye aligundua jambo hilo mnamo 1831 induction ya sumakuumeme. Yeye pia ndiye mwandishi wa neno "uwanja wa umeme".
Wakati huo, dhana ya Newton ya hatua ya muda mrefu ilikubaliwa katika fizikia. Iliaminika kuwa miili yote hutenda kwa kila mmoja kupitia utupu kwa kasi kubwa sana (karibu papo hapo) na kwa umbali wowote. Ilifikiriwa kuwa malipo ya umeme yanaingiliana Kwa njia sawa. Faraday aliamini kuwa utupu haupo katika asili, na mwingiliano hutokea na kasi ya terminal kupitia mazingira fulani ya nyenzo. Njia hii ya malipo ya umeme ni uwanja wa sumakuumeme. Na inasafiri kwa kasi sawa na kasi ya mwanga.
Nadharia ya Maxwell
Kuchanganya matokeo masomo ya awali, Mwanafizikia wa Kiingereza James Clerk Maxwell iliundwa mnamo 1864 nadharia uwanja wa sumakuumeme . Kulingana na hilo, uwanja wa sumaku unaobadilika huzalisha uwanja wa umeme unaobadilika, na uwanja wa umeme unaobadilishana hutoa uwanja wa sumaku unaobadilishana. Bila shaka, kwanza moja ya mashamba huundwa na chanzo cha malipo au mikondo. Lakini katika siku zijazo, nyanja hizi zinaweza kuwepo kwa kujitegemea kwa vyanzo hivyo, na kusababisha kila mmoja kuonekana. Hiyo ni, mashamba ya umeme na sumaku ni vipengele vya shamba moja la sumakuumeme. Na kila mabadiliko katika mmoja wao husababisha kuonekana kwa mwingine. Dhana hii ndio msingi wa nadharia ya Maxwell. Sehemu ya umeme inayozalishwa na shamba la sumaku ni vortex. Yake mistari ya nguvu imefungwa.
Nadharia hii ni ya kifenomenolojia. Hii ina maana kwamba imeundwa kwa kuzingatia mawazo na uchunguzi, na haizingatii sababu ya mashamba ya umeme na magnetic.
Sifa za uwanja wa sumakuumeme
Sehemu ya sumakuumeme ni mchanganyiko wa uwanja wa umeme na sumaku, kwa hivyo katika kila hatua katika nafasi yake inaelezewa na idadi mbili za msingi: mvutano. uwanja wa umeme E na uingizaji wa uwanja wa sumaku KATIKA .
Kwa kuwa uwanja wa umeme ni mchakato wa kubadilisha uwanja wa umeme kuwa uwanja wa sumaku, na kisha sumaku kuwa umeme, hali yake inabadilika kila wakati. Kueneza katika nafasi na wakati, huunda mawimbi ya umeme. Kulingana na mzunguko na urefu, mawimbi haya yanagawanywa mawimbi ya redio, mionzi ya terahertz, mionzi ya infrared, mwanga unaoonekana, mionzi ya ultraviolet, eksirei na mionzi ya gamma.
Vectors ya ukubwa na induction ya uwanja wa umeme ni pande zote perpendicular, na ndege ambayo wao uongo ni perpendicular mwelekeo wa uenezi wa wimbi.
Katika nadharia ya hatua ya masafa marefu, kasi ya uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme ilizingatiwa kuwa kubwa sana. Walakini, Maxwell alithibitisha kwamba haikuwa hivyo. Katika dutu, mawimbi ya sumakuumeme huenea kwa kasi ya mwisho, ambayo inategemea upenyezaji wa dielectri na sumaku wa dutu hii. Kwa hiyo, Nadharia ya Maxwell inaitwa nadharia ya utendi wa masafa mafupi.
Nadharia ya Maxwell ilithibitishwa kwa majaribio mnamo 1888. Mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Rudolf Hertz. Alithibitisha kuwa mawimbi ya sumakuumeme yapo. Zaidi ya hayo, alipima kasi ya uenezi wa mawimbi ya umeme katika utupu, ambayo iligeuka kuwa kasi sawa Sveta.
KATIKA fomu muhimu sheria hii inaonekana kama hii:
Sheria ya Gauss kwa uwanja wa sumaku
Flux ya induction ya magnetic kupitia uso uliofungwa ni sifuri.
Maana ya kimwili ya sheria hii ni kwamba katika asili hakuna mashtaka ya sumaku. Nguzo za sumaku haziwezi kutenganishwa. Mistari ya shamba la magnetic imefungwa.
Sheria ya Faraday ya Utangulizi
Mabadiliko katika induction ya sumaku husababisha kuonekana kwa uwanja wa umeme wa vortex.
,
Nadharia ya mzunguko wa shamba la sumaku
Nadharia hii inaelezea vyanzo vya shamba la magnetic, pamoja na mashamba wenyewe yaliyoundwa nao.
Umeme wa sasa na mabadiliko katika induction ya umeme hutoa uwanja wa sumaku wa vortex.
,
,
E- nguvu ya uwanja wa umeme;
N- nguvu ya shamba la sumaku;
KATIKA- induction ya magnetic. Hii wingi wa vekta, kuonyesha nguvu ambayo uwanja wa magnetic hufanya kazi kwa malipo ya ukubwa q kusonga kwa kasi v;
D – induction ya umeme, au uhamisho wa umeme. Inawakilisha wingi wa vekta, sawa na kiasi vector ya mvutano na vector ya polarization. Polarization husababishwa na uhamisho wa malipo ya umeme chini ya ushawishi wa uwanja wa nje wa umeme kuhusiana na nafasi yao wakati hakuna uwanja huo.
Δ - mwendeshaji Nabla. Kitendo cha opereta huyu kwenye uwanja maalum inayoitwa rotor ya uwanja huu.
Δ x E = kuoza E
ρ - wiani wa malipo ya nje ya umeme;
j- wiani wa sasa - thamani inayoonyesha nguvu ya sasa inapita kupitia eneo la kitengo;
Na- kasi ya mwanga katika utupu.
Utafiti wa uwanja wa sumakuumeme ni sayansi inayoitwa elektrodynamics. Anazingatia mwingiliano wake na miili ambayo ina chaji ya umeme. Mwingiliano huu unaitwa sumakuumeme. Electrodynamics ya classical inaelezea tu sifa zinazoendelea uwanja wa sumakuumeme kwa kutumia milinganyo ya Maxwell. Kisasa electrodynamics ya quantum inaamini kuwa uwanja wa sumakuumeme pia una mali tofauti (zisizoendelea). Na hivyo mwingiliano wa sumakuumeme hutokea kwa msaada wa chembe zisizogawanyika-quanta ambazo hazina wingi na malipo. Sehemu ya uwanja wa sumakuumeme inaitwa pichani .
Sehemu ya sumakuumeme inayotuzunguka
Sehemu ya sumakuumeme huundwa karibu na kondakta yoyote na mkondo wa kubadilisha. Vyanzo vya uwanja wa sumakuumeme ni nyaya za umeme, motors za umeme, transfoma, usafiri wa umeme wa mijini, usafiri wa reli, vifaa vya nyumbani vya umeme na vya elektroniki - televisheni, kompyuta, friji, chuma, visafishaji vya utupu, simu za redio, simu za mkononi, shavers za umeme - kwa neno, kila kitu kinachohusiana na matumizi au usambazaji wa umeme. Vyanzo vyenye nguvu uwanja wa sumakuumeme - vipeperushi vya televisheni, antena za vituo vya simu za rununu, vituo vya rada, oveni za microwave, nk. Na kwa kuwa kuna vifaa vingi kama hivyo karibu nasi, sumakuumeme. mashamba ya sumaku tuzunguke kila mahali. Mashamba haya huathiri mazingira na mtu. Hii haimaanishi kuwa ushawishi huu daima ni mbaya. Sehemu za umeme na sumaku zimekuwepo karibu na wanadamu kwa muda mrefu, lakini nguvu ya mionzi yao miongo michache iliyopita ilikuwa chini ya mamia ya mara leo.
Kabla kiwango fulani mionzi ya sumakuumeme inaweza kuwa salama kwa wanadamu. Kwa hiyo, katika dawa, mionzi ya umeme ya chini ya nguvu hutumiwa kuponya tishu, kuondoa michakato ya uchochezi, na kuwa na athari ya analgesic. Vifaa vya UHF hupunguza spasms ya misuli ya laini ya matumbo na tumbo, kuboresha michakato ya kimetaboliki katika seli za mwili, kupunguza sauti ya capillary, na shinikizo la chini la damu.
Lakini sehemu zenye nguvu za sumakuumeme husababisha usumbufu katika utendaji kazi wa mifumo ya moyo na mishipa ya binadamu, kinga, endokrini na neva, na inaweza kusababisha kukosa usingizi, maumivu ya kichwa, na mafadhaiko. Hatari ni kwamba athari zao hazionekani kwa wanadamu, na usumbufu hutokea hatua kwa hatua.
Tunaweza kujilindaje kutokana na miale ya sumakuumeme inayotuzunguka? Haiwezekani kufanya hivyo kabisa, kwa hivyo unahitaji kujaribu kupunguza athari zake. Kwanza kabisa, unahitaji kupanga vifaa vya nyumbani kwa njia ambayo iko mbali na maeneo ambayo sisi ni mara nyingi. Kwa mfano, usikae karibu sana na TV. Baada ya yote, umbali zaidi kutoka kwa chanzo cha uwanja wa umeme, inakuwa dhaifu. Mara nyingi sana tunaacha kifaa kimechomekwa. Lakini uwanja wa sumakuumeme hupotea tu wakati kifaa kinapokatwa kwenye mtandao wa umeme.
Sehemu za asili za sumakuumeme pia huathiri afya ya binadamu - mionzi ya cosmic, Uga wa sumaku wa dunia.
Sehemu ya sumakuumeme ni aina ya jambo linalojitokeza karibu na chaji zinazosonga. Kwa mfano, karibu na conductor kubeba sasa. Sehemu ya sumakuumeme ina sehemu mbili: uwanja wa umeme na sumaku. Hawawezi kuwepo kwa kujitegemea kwa kila mmoja. Kitu kimoja huzaa kingine. Wakati shamba la umeme linabadilika, shamba la sumaku linaonekana mara moja.
Kasi ya uenezi wa wimbi la umeme V=C/EM
Wapi e Na m kwa mtiririko huo magnetic na mara kwa mara ya dielectric mazingira ambayo wimbi huenea.
Wimbi la sumakuumeme katika utupu husafiri kwa kasi ya mwanga, yaani, 300,000 km/s. Kwa kuwa upenyezaji wa dielectri na sumaku wa utupu huchukuliwa kuwa sawa na 1.
Wakati uwanja wa umeme unabadilika, shamba la sumaku linaonekana. Kwa kuwa uwanja wa umeme uliosababisha sio mara kwa mara (yaani, hubadilika kwa muda), shamba la magnetic pia litakuwa tofauti.
Sehemu inayobadilika ya sumaku kwa upande wake inazalisha uwanja wa umeme, na kadhalika. Kwa hivyo, kwa uwanja unaofuata (haijalishi ikiwa ni umeme au sumaku), chanzo kitakuwa uwanja uliopita, na sio chanzo cha asili, ambayo ni, conductor na sasa.
Kwa hivyo, hata baada ya kuzima sasa katika kondakta, uwanja wa umeme utaendelea kuwepo na kuenea katika nafasi.
Wimbi la sumakuumeme hueneza angani katika pande zote kutoka kwa chanzo chake. Unaweza kufikiria kuwasha balbu, miale ya mwanga kutoka kwayo ilienea pande zote.
Wimbi la sumakuumeme, wakati wa kueneza, huhamisha nishati katika nafasi. Nguvu ya sasa katika kondakta ambayo husababisha shamba, nishati kubwa inayohamishwa na wimbi. Pia, nishati inategemea mzunguko wa mawimbi yaliyotolewa; ikiwa inaongezeka kwa mara 2,3,4, nishati ya wimbi itaongezeka kwa mara 4,9,16, kwa mtiririko huo. Hiyo ni, nishati ya uenezi wa wimbi ni sawia na mraba wa mzunguko.
Hali bora za uenezi wa wimbi huundwa wakati urefu wa kondakta ni sawa na urefu wa wimbi.
Mistari ya nguvu ya sumaku na ya umeme itaruka kwa pande zote. Mistari ya sumaku ya nguvu huzunguka kondakta anayebeba sasa na imefungwa kila wakati.
Njia za nguvu za umeme huenda kutoka kwa chaji moja hadi nyingine.
Wimbi la sumakuumeme ni daima wimbi la kupita. Hiyo ni, mistari ya nguvu, wote magnetic na umeme, uongo katika ndege perpendicular mwelekeo wa uenezi.
Nguvu ya shamba la sumakuumeme ni sifa ya nguvu ya shamba. Pia, mvutano ni wingi wa vector, yaani, ina mwanzo na mwelekeo.
Nguvu ya shamba inaelekezwa kwa tangentially kwa mistari ya nguvu.
Kwa kuwa nguvu za uwanja wa umeme na magnetic ni perpendicular kwa kila mmoja, kuna sheria ambayo mwelekeo wa uenezi wa wimbi unaweza kuamua. Wakati skrubu inapozunguka kwenye njia fupi zaidi kutoka kwa vekta ya nguvu ya uwanja wa umeme hadi vekta ya nguvu ya uga wa sumaku harakati za mbele Parafujo itaonyesha mwelekeo wa uenezi wa wimbi.
Sehemu za sumakuumeme na mionzi inatuzunguka kila mahali. Inatosha kugeuza swichi na taa inakuja, washa kompyuta na uko kwenye Mtandao, piga nambari kwenye simu yako ya rununu na unaweza kuwasiliana na mabara ya mbali. Kwa kweli ni vifaa vya umeme kuundwa ulimwengu wa kisasa kama tujuavyo. Hata hivyo, katika Hivi majuzi Swali linazidi kuulizwa kuwa sehemu za sumakuumeme (EMFs) zinazozalishwa na vifaa vya umeme ni hatari. Je, ni hivyo? Hebu jaribu kufikiri.
Hebu tuanze na ufafanuzi. Sehemu za sumakuumeme, kama inavyojulikana kutoka kozi ya shule wanafizikia wanawakilisha maalum Kipengele Muhimu Mashamba hayo ni uwezo wa kuingiliana kwa namna fulani na miili na chembe ambazo zina malipo ya umeme. Kama jina linavyopendekeza, sehemu za sumakuumeme ni mchanganyiko wa uwanja wa sumaku na umeme, na ndani kwa kesi hii zimeunganishwa kwa karibu sana hivi kwamba zinachukuliwa kuwa zima moja. Vipengele vya mwingiliano na vitu vya kushtakiwa vinaelezewa kwa kutumia
Sehemu za sumakuumeme zilionyeshwa kwa mara ya kwanza katika nadharia na Maxwell mnamo 1864. Kweli, ni yeye ambaye alifunua kutogawanyika kwa mashamba ya magnetic na umeme. Mojawapo ya matokeo ya nadharia hiyo ni ukweli kwamba usumbufu wowote (mabadiliko) ya uwanja wa sumakuumeme husababisha kuonekana kwa mawimbi ya sumakuumeme yanayoenea katika utupu.Mahesabu yameonyesha kuwa mwanga (sehemu zote za wigo: infrared, inayoonekana, ultraviolet) ni kwa hakika wimbi la sumakuumeme. Kwa ujumla, wakati wa kuainisha mionzi kwa urefu wa wimbi, wanafautisha kati ya X-rays, redio, nk.
Kuonekana kwa nadharia ya Maxwell kulitanguliwa na kazi ya Faraday (mnamo 1831) juu ya utafiti katika kondakta anayesonga au iko katika uwanja wa sumaku unaobadilika mara kwa mara. Hata mapema, mwaka wa 1819, H. Oersted aliona kwamba ikiwa dira imewekwa karibu na conductor ya sasa ya kubeba, sindano yake inapotoka kutoka kwa asili, ambayo ilipendekeza uhusiano wa moja kwa moja kati ya mashamba ya magnetic na umeme.
Yote hii inaonyesha kuwa kifaa chochote cha umeme ni jenereta ya mawimbi ya umeme. Mali hii hasa hutamkwa kwa baadhi ya vifaa maalum na mizunguko ya juu-sasa. Wa kwanza na wa pili sasa wapo karibu kila nyumba. Kwa kuwa EMF hueneza sio tu katika vifaa vya conductive, lakini pia katika dielectri (kwa mfano, utupu), mtu huwa katika eneo la hatua zao kila wakati.
Ikiwa mapema, wakati kulikuwa na "taa ya Ilyich" tu kwenye chumba, swali halikumsumbua mtu yeyote. Sasa kila kitu ni tofauti: uwanja wa umeme hupimwa kwa kutumia vifaa maalum kupima nguvu ya shamba. Vipengele vyote viwili vya EMF vimeandikwa katika aina fulani ya mzunguko (kulingana na unyeti wa kifaa). Hati ya SanPiN inaonyesha PDN (kanuni inayoruhusiwa). Katika makampuni na ndani makampuni makubwa Ukaguzi wa EMF PDN unafanywa mara kwa mara. Ni vyema kutambua kwamba bado hakuna matokeo ya mwisho ya tafiti juu ya madhara ya EMF juu ya viumbe hai. Kwa hiyo, kwa mfano, wakati wa kufanya kazi na teknolojia ya kompyuta Inashauriwa kuandaa mapumziko ya dakika 15 baada ya kila saa - tu ikiwa ... Kila kitu kinaelezwa kwa urahisi kabisa: kuna EMF karibu na conductor, ambayo ina maana pia kuna EMF. Vifaa ni salama kabisa wakati kamba ya nguvu imetolewa kutoka kwa plagi.
Kwa wazi, watu wachache wataamua kuacha kabisa matumizi ya vifaa vya umeme. Hata hivyo, unaweza kujilinda zaidi kwa kuunganisha vifaa vya nyumbani kwenye mtandao wa msingi, ambayo inaruhusu uwezekano wa kutojilimbikiza kwenye nyumba, lakini "kukimbia" kwenye kitanzi cha ardhi. Kamba mbalimbali za ugani, hasa zile zilizojeruhiwa kwenye pete, huongeza EMF kutokana na uingizaji wa pande zote. Na, bila shaka, unapaswa kuepuka kuweka vifaa kadhaa vilivyowashwa karibu pamoja.
Ni nini uwanja wa sumakuumeme, jinsi inavyoathiri afya ya binadamu na kwa nini inapaswa kupimwa - utajifunza kutoka kwa nakala hii. Kuendelea kukutambulisha kwa urval wa duka letu, tutakuambia juu ya vifaa muhimu - viashiria vya nguvu ya uwanja wa umeme (EMF). Wanaweza kutumika wote katika makampuni ya biashara na nyumbani.
Uwanja wa sumakuumeme ni nini?
Ulimwengu wa kisasa haufikiriwi bila vifaa vya nyumbani, simu za mkononi, umeme, tramu na trolleybus, televisheni na kompyuta. Tumewazoea na hatufikirii kabisa juu ya ukweli kwamba kifaa chochote cha umeme huunda shamba la umeme karibu na yenyewe. Haionekani, lakini huathiri viumbe vyote vilivyo hai, ikiwa ni pamoja na wanadamu.
Sehemu ya sumakuumeme - sura maalum jambo linalotokana na mwingiliano wa chembe zinazosonga nazo malipo ya umeme. Sehemu za umeme na sumaku zimeunganishwa na zinaweza kuzalishana - ndiyo sababu, kama sheria, zinazungumzwa pamoja kama uwanja mmoja wa sumakuumeme.
Vyanzo vikuu vya uwanja wa sumakuumeme ni pamoja na:
- mistari ya nguvu;
- vituo vya transfoma;
- nyaya za umeme, mawasiliano ya simu, televisheni na mtandao;
- minara ya simu za mkononi, minara ya redio na televisheni, amplifiers, antena za simu za mkononi na satelaiti, ruta za Wi-Fi;
- kompyuta, televisheni, maonyesho;
- vifaa vya umeme vya kaya;
- induction na tanuri za microwave;
- usafiri wa umeme;
- rada.
Ushawishi wa nyanja za sumakuumeme kwenye afya ya binadamu
Sehemu za sumakuumeme huathiri yoyote viumbe vya kibiolojia- kwenye mimea, wadudu, wanyama, watu. Wanasayansi wanaosoma athari za EMF kwa wanadamu wamehitimisha kuwa mfiduo wa muda mrefu na wa mara kwa mara kwenye uwanja wa sumakuumeme unaweza kusababisha:
- kuongezeka kwa uchovu, usumbufu wa usingizi, maumivu ya kichwa, kupungua kwa shinikizo la damu, kupungua kwa moyo;
- matatizo katika mfumo wa kinga, neva, endocrine, uzazi, homoni, moyo na mishipa;
- maendeleo ya magonjwa ya oncological;
- maendeleo ya magonjwa ya kati mfumo wa neva;
- athari za mzio.
Ulinzi wa EMF
Kuna viwango vya usafi vinavyoanzisha kiwango cha juu viwango vinavyoruhusiwa nguvu ya uwanja wa kielektroniki kulingana na wakati uliotumika eneo la hatari- kwa majengo ya makazi, mahali pa kazi, maeneo karibu na vyanzo uwanja wenye nguvu. Ikiwa haiwezekani kupunguza mionzi kimuundo, kwa mfano, kutoka kwa mstari maambukizi ya sumakuumeme(EMF) au mnara wa seli, basi maagizo ya huduma, vifaa vya kinga kwa wafanyikazi wanaofanya kazi, na maeneo ya karantini ya usafi ya ufikiaji mdogo hutengenezwa.
Maagizo mbalimbali hudhibiti muda ambao mtu anakaa katika eneo la hatari. Matundu ya ngao, filamu, ukaushaji, suti zilizotengenezwa kwa kitambaa cha metali kulingana na nyuzi za polima zinaweza kupunguza nguvu ya mionzi ya sumakuumeme kwa maelfu ya mara. Kwa ombi la GOST, maeneo ya mionzi ya EMF yamefungwa na kupewa ishara za onyo "Usiingie, hatari!" na ishara ya hatari ya shamba la sumakuumeme.
Huduma maalum hutumia vyombo vya kufuatilia mara kwa mara kiwango cha kiwango cha EMF katika maeneo ya kazi na majengo ya makazi. Unaweza kutunza afya yako mwenyewe kwa kununua kifaa cha kubebeka "Impulse" au seti "Impulse" + nitrate tester "SOEKS".
Kwa nini tunahitaji vifaa vya kupimia nguvu vya shamba vya kielektroniki vya kaya?
Sehemu ya sumakuumeme huathiri vibaya afya ya binadamu, kwa hivyo ni muhimu kujua ni maeneo gani unayotembelea (nyumbani, ofisini, bustanini, karakana) inaweza kusababisha hatari. Lazima uelewe kuwa msingi ulioongezeka wa sumakuumeme unaweza kuunda sio tu na vifaa vyako vya umeme, simu, runinga na kompyuta, lakini pia na wiring mbaya, vifaa vya umeme vya majirani zako, vifaa vya viwanda iko karibu.
Wataalam wamegundua kuwa mfiduo wa muda mfupi kwa EMF kwa mtu hauna madhara, lakini kukaa kwa muda mrefu katika eneo lenye msingi wa juu wa sumaku ya umeme ni hatari. Hizi ndizo kanda zinazoweza kutambuliwa kwa kutumia vifaa vya aina ya "Impulse". Kwa njia hii, unaweza kuangalia maeneo ambayo unatumia muda mwingi; kitalu na chumba chako cha kulala; kusoma. Kifaa kina maadili yaliyowekwa hati za udhibiti, ili uweze kutathmini mara moja kiwango cha hatari kwako na wapendwa wako. Inawezekana kwamba baada ya uchunguzi utaamua kuhamisha kompyuta mbali na kitanda, kuondokana na simu ya mkononi na antenna iliyopanuliwa, kuchukua nafasi ya tanuri ya zamani ya microwave na mpya, badala ya insulation ya mlango wa jokofu na No. Hali ya baridi.
Mnamo 1860-1865 mmoja wa wanafizikia wakubwa Karne ya 19 James Clerk Maxwell iliunda nadharia uwanja wa sumakuumeme. Kulingana na Maxwell, jambo la introduktionsutbildning electromagnetic inaelezwa na kwa njia ifuatayo. Ikiwa kwa wakati fulani katika nafasi shamba la magnetic linabadilika kwa wakati, basi shamba la umeme pia linaundwa huko. Ikiwa kuna conductor iliyofungwa kwenye shamba, basi shamba la umeme husababisha ndani yake sasa iliyosababishwa. Kutoka kwa nadharia ya Maxwell inafuata kwamba inawezekana pia mchakato wa nyuma. Ikiwa katika eneo fulani la nafasi shamba la umeme linabadilika kwa wakati, basi shamba la magnetic pia linaundwa huko.
Kwa hivyo, mabadiliko yoyote katika uwanja wa sumaku kwa wakati husababisha mabadiliko ya uwanja wa umeme, na mabadiliko yoyote katika uwanja wa umeme kwa wakati husababisha mabadiliko ya uwanja wa sumaku. Sehemu hizi za kupishana za umeme na sumaku zinazozalishana huunda uwanja mmoja wa sumakuumeme.
Tabia za mawimbi ya umeme
Matokeo muhimu zaidi yanayofuata kutoka kwa nadharia ya uwanja wa sumakuumeme iliyoundwa na Maxwell ilikuwa utabiri wa uwezekano wa kuwepo kwa mawimbi ya sumakuumeme. Wimbi la sumakuumeme- uenezi wa mashamba ya sumakuumeme katika nafasi na wakati.
Mawimbi ya sumakuumeme, tofauti na mawimbi ya elastic (sauti), yanaweza kueneza katika utupu au dutu nyingine yoyote.
Mawimbi ya sumakuumeme katika utupu yanaeneza kwa kasi c=299 792 km/s, yaani, kwa kasi ya mwanga.
Kwa suala, kasi ya wimbi la umeme ni chini ya utupu. Uhusiano kati ya urefu wa wimbi, kasi yake, kipindi na mzunguko wa oscillations zilizopatikana kwa mawimbi ya mitambo pia hutimizwa kwa mawimbi ya sumakuumeme:
Mabadiliko ya vector ya voltage E na vekta ya induction ya sumaku B kutokea kwa pande zote ndege za perpendicular na perpendicular kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi (vector kasi).
Wimbi la sumakuumeme huhamisha nishati.
Mawimbi ya sumakuumeme
Karibu nasi dunia tata mawimbi ya sumakuumeme ya masafa anuwai: mionzi kutoka kwa wachunguzi wa kompyuta, simu ya kiganjani, oveni za microwave, televisheni, n.k. Hivi sasa, mawimbi yote ya sumakuumeme yamegawanywa kwa urefu wa wimbi katika safu kuu sita.
Mawimbi ya redio- haya ni mawimbi ya sumakuumeme (yenye urefu wa mawimbi kutoka 10000 m hadi 0.005 m), yanayotumiwa kusambaza ishara (habari) kwa umbali bila waya. Katika mawasiliano ya redio, mawimbi ya redio huundwa na mikondo ya juu-frequency inapita kwenye antenna.
Mionzi ya umeme yenye urefu wa wimbi kutoka 0.005 m hadi 1 micron, i.e. iliyo kati ya masafa ya mawimbi ya redio na masafa mwanga unaoonekana, zinaitwa mionzi ya infrared. Mionzi ya infrared hutolewa na mwili wowote wa joto. Vyanzo vya mionzi ya infrared ni jiko, betri, taa za umeme incandescent Kutumia vifaa maalum, mionzi ya infrared inaweza kubadilishwa kuwa mwanga unaoonekana na picha za vitu vyenye joto zinaweza kupatikana katika giza kamili.
KWA mwanga unaoonekana ni pamoja na mionzi yenye urefu wa wimbi la takriban 770 nm hadi 380 nm, kutoka nyekundu hadi zambarau. Umuhimu wa sehemu hii ya wigo wa mionzi ya umeme katika maisha ya mwanadamu ni kubwa sana, kwani mtu hupokea karibu habari zote kuhusu ulimwengu unaomzunguka kupitia maono.
Haionekani kwa jicho mionzi ya sumakuumeme na wavelength mfupi kuliko violet inaitwa mionzi ya ultraviolet. Inaweza kuua bakteria ya pathogenic.
Mionzi ya X-ray asiyeonekana kwa macho. Inapita bila kunyonya kwa kiasi kikubwa kupitia tabaka muhimu za dutu ambayo ni opaque kwa mwanga unaoonekana, ambayo hutumiwa kutambua magonjwa ya viungo vya ndani.
Mionzi ya Gamma inayoitwa mionzi ya sumakuumeme inayotolewa na viini vya msisimko na inayotokana na mwingiliano wa chembe za msingi.
Kanuni ya mawasiliano ya redio
Mzunguko wa oscillatory hutumiwa kama chanzo cha mawimbi ya umeme. Kwa mionzi yenye ufanisi, mzunguko "unafunguliwa", i.e. tengeneza hali kwa uwanja "kwenda" angani. Kifaa hiki kinaitwa wazi mzunguko wa oscillatory - antena.
Mawasiliano ya redio ni upitishaji wa habari kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme, masafa ambayo yapo katika safu kutoka hadi Hz.
Rada (rada)
Kifaa ambacho hupitisha mawimbi ya ultrashort na hupokea mara moja. Mionzi hufanyika kwa mapigo mafupi. Mapigo yanaonyeshwa kutoka kwa vitu, kuruhusu, baada ya kupokea na kusindika ishara, kuanzisha umbali wa kitu.
Rada ya kasi inafanya kazi kwa kanuni sawa. Fikiria jinsi rada inavyotambua kasi ya gari linalotembea.