Re: onde elettromagnetiche, conduttori e condensatori variabili

From: Michele Ancis <manchees_at_tiscali.it>
Date: 9 Dec 2002 23:34:17 -0800

stefjnoskynov <fedelenews_at_supereva.it> wrote in message news:<MPG.185d7c3ce5bf814e9896ae_at_powernews.libero.it>...
> Sono alle prese con il mio impianto tv e sarebbe una bella soddisfazione
> riuscire a migliorare la qualit� dell'immagine attraverso le mie
> conoscenze in materia di elettromagnetismo.
Beh, se ci riesci, vuol dire che veramente hai capito tutto! E sei
anche parecchio intraprendente, perche' e' abbastanza naturale pensare
che tutti quegli altri corsi che ci sono dopo FISICA II servano in
qualche modo a "fissare" quelle basi...
> A tal proposito vorrei avere qualche informazione in merito alla
> trasmissione dei segnali attraverso antenne e cavi coassiali.
> Adesso esporr� le mie conoscenze e deduzioni in materia, sono
> accettatissime correzioni e commenti in merito.
> Una antenna � un oggetto metallico che viene caricato elettrostaticamente
> non appena viene investito da un onda elettromagnetica. Stiamo parlando
> quindi niente di pi� che dell'induzione elettromagnetica, quel fenomeno
> descritto su ogni libro di fisica 2 e schematizzato con una carica posta
> vicino ad un conduttore di forma sferica. Ovviamente la forma del
> conduttore pu� essere generica e anche particolarmente complicato come �
> il caso delle antenne. Quando la superficie di un'antenna viene investita
> da un campo elettromagnetico essa si carica per induzione, ci dovr�
> essere per� un'altra zona superficiale del conduttore che si dovr�
> caricare di segno opposto. Se uniamo il conduttore con un cavo coassiale
> allora cavo+antenna faranno un conduttore unico e la zona che si
> caricher� di segno opposto sar� la superficie esterna del cavo coassiale,
> a sua volta schermato appositamente per non interferire con il campo
> elettromagnetico esterno.
> L'estremit� del cavo coassiale sar� quindi utilizzata per produrre a
> grande distanza un campo elettromagnetico con pari frequenza rispetto a
> quello che ha investito l'antenna stessa.
> E' sbagliato tutto ci�? Necessita di qualche correzione la mia idea sul
> funzionamento delle antenne?
>
Forse qualche commento andrebbe fatto, mi limito a dire che il
"principio di funzionamento" e' proprio quello dell'induzione
elettromagnetica. Il campo esterno induce delle correnti e tensioni
variabili sulla tua antenna. In particolare, queste tensioni e
correnti, pur oscillando alla stessa frequenza del campo, non sono
costanti in modulo lungo l'antenna. Cioe' anche l'antenna e' una linea
di trasmissione. A seconda della lunghezza fisica in rapporto alla
lunghezza d'onda nel mezzo considerato, hai delle differenti risposte
della tua antenna che sara' in grado di fornirti, ai suoi capi (o se
hai un solo filo tra quel filo e massa) una certa tensione sinusoidale
con ampiezza proporzionale all'intensita' del campo che l'ha generata
ed alla sua lunghezza fisica (in rapporto alla lunghezza d'onda del
segnale che la investe).

> Passiamo ora ai condensatori. Qualcuno mi ha detto che la rotellina che
> sta sulla radio per cambiare le stazioni � nient'altro che un oggetto che
> fa variare la capacit� di un condensatore.

Questo e' abbastanza giusto

> Da ci� suppongo che un onda elettromagnetica che passa attraverso un
> condensatore varia la sua frequenza al variare della distanza delle
> armature, non � cos�? Eppure mi viene da pensare che al variare della
> distanza delle armature di un condensatore una eventuale onda ritarda
> solo il suo cammino, no? per quale motivo dovrebbe anche la frequenza
> dell'onda?

Questo non c'entra niente. Ovviamente per cambiare la frequenza di un
segnale ti serve un elemento *non lineare*, per esempio un capacitore
non lineare (C dipende dalla V applicata), ma questo discorso esula
abbastanza dalla funzione che quel famoso condensatore esplica in
realta'. Trattasi di un circuito risonante, la cui frequenza e'
determinata anche da quel condensatore di cui vari la capacita' con la
manopolina. A cosa serve? A generare un segnale ad una data frequenza
(variabile col condensatore) che, moltiplicato (per farla breve) per
il tuo segnale dall'etere, ne cattura il messaggio. Si parla di
"demodulazione". Piccola precisazione: mentre quando consideri la
trasmissione del segnale dal ripetitore a casa tua, il percorso e'
grande rispetto alla lunghezza d'onda del segnale ed allora usi il
modello propagativo, quando sei dentro la radio (ossia all'uscita
dell'antenna) riprendi a parlare di correnti e tensioni, ad usare le
leggi di Kirchoff e tutto il resto, per cui, niente onde
elettromagnetiche dentro il condensatore. Come forse saprai, il
condensatore stesso e' un modello approssimato in cui si trascura il
termine di induzione elettromagnetica nell'equazione di
Faraday-Neumann (in soldoni, il campo E rimane irrotazionale), e non
si possono avere fenomeni propagativi con le equazioni "mutilate".

Michele
Received on Tue Dec 10 2002 - 08:34:17 CET