Экранирование диполя

[wrest]

(shaxel)

shaxel
Да, насчет форума, в качестве совета: подобные практические вопросы лучше, на мой взгляд, сразу постить в форум Механика и Техника mehanika-i-tehnika-f13.html . В форуме Помогите Решить\Разобраться (Физика) обычно рассматривается теоретический вопрос\учебная задача и из вас выжимают его решение, задавая наводящие вопросы. А то, что вы спрашиваете, точно рассчитать разумными (в плане временных\других затрат) средствами, как мне кажется, нельзя.

[Munin]

realeugene в сообщении #1394778 писал(а):

Или сказал что-нибудь, чтобы от него отвязались.

Вот это наиболее вероятно.

[shaxel]

Wrest, спасибо за совет, хоть сюда и не часто захожу, но есть смысл в ваших словах.

[Ben]

Если Вам нужно, чтобы диполь всегда звенел на частоте собственного резонанса, включите его в цепь ПОС автогенератора.
Независимо от возмущающих факторов, генератор возбудится на частоте собственного резонанса.
Крупный габарит конструкции совершенно не говорит о подводимой мощности.

PS: А сделано добротно.

[shaxel]

Такой большой размер лишь для того, что на низкой частоте требуется менее точное оборудование. На самом деле мне не надо чтоб контур постоянно звенел на своей частоте, тем более можно сделать ФАПЧ. Надо чтобы его частота была стабильной независимо от происходящих рядом движений материальных тел.
Конструкция не идеальна, выжимал максимум из доступных материалов.

[Snegovik]

Три страницы долго подробно вникать, пробежал бегло, возможно не совсем понял мысль. Но из того, что понял не совсем понятно как Вы собираетесь сделать диполь на 100 кГц. При такой частоте длина волны получится:

$\lambda=\dfrac{V}{F} = \dfrac{299792458}{100000} = 2997,9$ м

Значит полуволновый диполь должен быть размером около:

$\dfrac{\lambda}{2} = \dfrac{2997,9}{2}=1499$ м

Для того, что бы он нормально работал на излучение электромагнитной волны, что бы минимизировать влияние земли, его нужно поднять над землей на высоту не менее:

$0,25\cdot\lambda = 0,25\cdot2997,9 = 750 $ м,

пусть даже уменьшим эту высоту в 2-3 раза, все равно высоко.

Если Вы хотите намотать провод на чем-либо, каком-то каркасе, то это будет уже не диполь, а обычная индуктивность, что бы получился колебательный контур нужно присоединить конденсатор, но в любом случае это будет обычная цепь с сосредоточенными параметрами. Когда говорят о диполе априори имеется в виду, что это цепь с распределенными параметрами, оно и следует из размеров и названия: $0,5\cdot\lambda$. Где-то я видел цифру, хотя она условная, что цепь можно считать цепью с распределенными параметрами, если ее геометрическая длина составляет, хотя бы, не менее $0,1\cdot\lambda$.
Эта цепь с распределенными параметрами конечно то же будет излучать, но только в ближнем пространстве за счет полей рассеивания, всю энергию в "эфир" такая конструкция никогда не отдаст.

[shaxel]

Уважаемый коллега. Проблема состоит в том, только это не упрек, а наблюдение, что вы слишком узко воспринимаете понятия. У меня размер диполя и есть 3000м. Просто вы почему-то берете геометрический размер, а я электрический. И это более верно, т.к. я рассматриваю электрические волновые процессы а не механические волновые деформации. Единственное, я не знаком с полем рассеяния. Думаю вопрос со сферой это задача с полем рассеяния.

[Munin]

Проблема состоит в том, что никто не понимает цели создания ваших устройств.

Если цель состоит в том, чтобы создать излучающую антенну, то надо стремиться к тому, чтобы поле от неё было максимальным и распространялось на максимальные расстояния.

Если цель состоит в том, чтобы <не знаю что>, то надо стремиться к тому, чтобы поле было минимальным и никуда не распространялось, что достигается экранированием.

Но достичь этих двух целей одновременно - невозможно.

[wrest]

Я думаю, что это разновидность терменвокса

[LMA]

shaxel в сообщении #1394706 писал(а):

то есть эти многократно отраженные волны будут мешать собственным вибрациям диполя

Чем это плохо?
Если нужен резонатор с высокой добротностью, то чем больше раз отразятся волны пока не затухнут, тем лучше.
Если нужно создать как можно большую напряжённость электрического поля, то да, экран может дело испортить.

shaxel в сообщении #1394723 писал(а):

Я руку приближаю, емкость меняется, частота тут же сильно сползает!

Тогда экран сместит частоту ГОРАЗДО сильнее, чем рука.

shaxel в сообщении #1394723 писал(а):

Интересно, как прикинуть волновое сопротивление бесконечного металлического листа. Надо знать емкость и индуктивность единицы площади?

Надо знать проводимость и магнитную проницаемость:

$$W=\sqrt{\frac{\mu}{\varepsilon}} \approx \sqrt{\frac{\mu}{-i\sigma/\omega}} \approx (1+i)\sqrt{\frac{\omega \mu}{2 \sigma}}.$$

Для меди на частоте 100 кГц

$$W \approx (1+i)\sqrt{\frac{2 \pi \cdot 100 \cdot 10^3 \cdot 4 \pi \cdot 10^{-7}}{2 \cdot 5{,}8 \cdot 10^7}} \, \text{Ом} \approx 8{,}3 \cdot 10^{-5} + 8{,}3 \cdot 10^{-5} i \, \text{Ом}.$$

shaxel в сообщении #1394725 писал(а):

чтоб его волновое сопротивление (на единицу то ли площади, то ли толщины, тут надо подумать) равнялось 377 Ом?

Для того, чтобы имитировать свободное пространство (тогда резонансная частота не сместится), при таких размерах нужно совсем не 377 Ом. 377 Ом подойдет, если радиус сферы будет больше нескольких длин волн.

shaxel в сообщении #1394731 писал(а):

Но подчеркивал, что эти поля обязательно должны быть переменными.

Меняющимися настолько быстро, чтобы толщина экрана была гораздо (в разы) больше толщины скин-слоя. Для меди на частоте 100 кГц толщина скин-слоя равна 0,21 мм. Поэтому на низких частотах медь будет хорошо экранировать электрическое поле, но плохо магнитное. Для экранирования магнитного поля на низких частотах используют не медь и алюминий, а металлы с большой магнитной проницаемостью, например сталь.
Но если я правильно понял, то в данном случае ожидаются сильное электрическое поле и слабенькое магнитное. Да и руки не магнитные. Поэтому медная сетка должна хорошо экранировать.

[shaxel]

LMA, чувствуется уровень. Есть о чем поговорить.
1) Не те отражения Вы рассматриваете. Тут мешать могут отражения не в самой линии, а в пространстве отражения волн излучения от поверхности сферы. Но в ближнем поле, видимо их еще не будет. Будет наблюдаться квазистатичное переменное поле. Но никак не волновое поле.
2) Да, экран изменит частоту, но она будет стабильной. Это то что надо.
3) То есть Вы хотите сказать, что воьлновой коэффициент важен при волновых процессах. А в ближнем поле квазистатичный процесс.Согласен, хорошая мысль.
4)значит понятно какой диаметр проволоки для экрана минимум брать.

[Snegovik]

shaxel в сообщении #1395129 писал(а):

У меня размер диполя и есть 3000м. Просто вы почему-то берете геометрический размер, а я электрический.

Если Вы намотали 1500 м провода на какой-то каркас и на 2 метра развели концы от получившейся катушки это совсем не значит что у Вас получился диполь с резонансной частотой 100 кГц, я только это хотел сказать. То же самое для резонирования экрана, экран будет только экранировать поля рассеяния, одновременно несколько снижая индуктивность катушки и ее добротность. Резонансные свойства он сможет приобрести при размерах сопоставимых с длиной волны, так например строятся антенны, хотя там речь чаще всего идет не о экранах, а о резонирующих элементах, создающих направленность. Если Вы хотите получить настоящий полуволновый диполь длиной около 2-х метров, то нужно использовать частоту около 73 Мгц, и на этих частотах уже нужно учитывать коэффициент укорочения. Что касается Вашей катушки, то резонансная частота получившегося устройства будет определяться только индуктивностью катушки и емкостью (паразитной и/или подключенной в виде реального конденсатора).

[LMA]

shaxel
1) Я именно про Ваши отражения от сферы говорю. Почему они не желательны?
2) Отлично. Интересно посмотреть что получится.

[shaxel]

Самому интересно. Потом расскажу что получится. Но надо будет подождать пока сделаю экран, тем более такого размера. Плюс это все надо на какую-то диэлектрическую стойку разместить. Думаю в течение месяца должен сделать.

[realeugene]

shaxel в сообщении #1395129 писал(а):

Проблема состоит в том, только это не упрек, а наблюдение, что вы слишком узко воспринимаете понятия. У меня размер диполя и есть 3000м. Просто вы почему-то берете геометрический размер, а я электрический.

Вопрос к вам как к топикстартеру темы в разделе "Помогите решить / разобраться (Ф)". Пожалуйста, напишите определение термина "электрический размер диполя" и укажите название учебника, из которого вы это определение взяли. Спасибо.