रेडियो तरंगें वास्तव में एक सर्किट में करंट से कैसे उत्पन्न होती हैं?

Question

मैं 17 वर्ष का हूं, और मैं इलेक्ट्रॉनिक्स में नया हूं, और मैंने सब कुछ ऑनलाइन सीख लिया है और सभी संसाधनों के साथ ऐसा करना जारी रखने की उम्मीद करता हूं। मैं चारों ओर खोदा है और इस सवाल पर संक्षिप्त जवाब नहीं मिल सकता है ...

रेडियो तरंगों का वास्तव में प्रचार कैसे किया जाता है, और मैं एक साधारण सर्किट जोड़ी कैसे बना सकता हूं जिससे कोई एक रेडियो तरंगें भेज सकता है और दूसरा उन्हें अवरोधित कर सकता है?

मैंने अलग-अलग स्रोतों में अलग-अलग चीजें पढ़ी हैं, और मैं उन सभी को यहाँ लिंक करूँगा:

1. http://www.nrao.edu/index.php/learn/radioastronomy/radiowaves

उपर्युक्त साइट का दावा है कि रेडियो तरंगें अनिवार्य रूप से EM (ज्ञात है), लेकिन फोटॉनों का उल्लेख करती हैं। फोटॉन सभी ईएम का सार होते हैं, लेकिन एक साधारण सर्किट में बैटरी द्वारा सिर्फ प्रवाह होता है। मैं एक-तरफ़ा चालू से फोटॉनों का उत्पादन कैसे करूंगा?

2. http://www.qrg.northwestern.edu/projects/vss/docs%20/Communications/3-how-do-you-make-a-radio-wave.html

ऊपर वह साइट दावा करती है कि आप केवल एक विद्युत क्षेत्र होने से "एक रेडियो तरंग बना सकते हैं", जो एक विद्युत सर्किट है। तो, उस तर्क से, कोई भी विद्युत सर्किट रेडियो तरंगों का उत्पादन कर रहा है? उस स्थिति में, एक घरेलू मोटर तकनीकी रूप से रेडियो तरंगों का उत्पादन करेगी (यह एक पूर्ण सर्किट है, हाँ)? तो फिर रेडियो तरंगें परिपथ में कितनी बार सर्किट से आगे और पीछे जाती हैं, इस आधार पर प्रचार करेंगी, इसलिए मैं केवल परिपथ में बैटरी को हटाकर और रख कर पैटर्न को डेटा को एनकोड कर सकती हूं? मुझे नहीं मिला। क्या कोई उस लेख को अधिक स्पष्ट कर सकता है?

मैं जो करना चाहता हूं, वह तांबे से दो सरल सर्किट बनाते हैं, और एक रेडियो तरंग उत्पन्न करते हैं जो दूसरे सर्किट को एक एलईड वायरलेस तरीके से चालू करने के लिए और गेट का उपयोग करेगा।

हालाँकि, मुझे ठीक से समझ में नहीं आता है कि रेडियो तरंगों का प्रसार कैसे होता है!

Comments

आपको यह समझने की ज़रूरत नहीं है कि रेडियो तरंगें सर्किट बनाने के लिए कैसे प्रचार करती हैं - मुझे ऐसा करने में सालों लग गए!

— एंडी उर्फ

@Andyaka मुझे पता है कि! मैं केवल यह समझना चाहता हूं कि रेडियो तरंगों के साथ कैसे काम किया जाए क्योंकि जब मैं इसका पता नहीं लगा पाता तो निराश हो जाता हूं। इसे बेहतर तरीके से रखने के लिए, मैं एक ऐसी परियोजना करना चाहूंगा जो रेडियो तरंगों के साथ भेजे ताकि मुझे यह महसूस हो सके कि यह प्रसारण कैसे काम करता है।

— ग्लोरिया

स्थैतिक चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र के बारे में कैसे? वैकल्पिक चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र के बारे में क्या? अब तक सब ठीक है? यदि आपको मूलभूत इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगों को समझने में सक्षम होने के लिए पहले मूल बातें नहीं करनी हैं और वे निकट क्षेत्र से दूर क्षेत्र में कैसे पहुंचते हैं। मुझे इस बात का कोई अंदाजा नहीं है कि आपका ज्ञान आधार क्या है इसलिए मैं यह नहीं बता सकता कि मैं इस प्रश्न को किस स्तर तक ले जाऊं या यहां तक ​​कि अगर मैं जवाब देने के लिए योग्य हूं और मुझे ज्यादातर चीजों पर ध्यान देना होगा!

— एंडी उर्फ

आप "एक एलईडी वायरलेस तरीके से चालू करना चाहते हैं", creative-science.org.uk/mobile_LED.html "कैसे ठीक से रेडियो तरंगों का प्रसार किया जाता है", जब वर्तमान प्रवाह होता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र इसके लिए लंबवत बनाया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र तेजी से फैलता है, फिर जब करंट कम हो जाता है, रुक जाता है, या पलट जाता है, तो वह चुंबकीय क्षेत्र ढहने लगता है, लेकिन सभी चुंबकीय क्षेत्र वापस नहीं आते हैं। खोए हुए चुंबकीय क्षेत्र का कभी भी विस्तार करना एक रेडियो संकेत है।

— ऑप्शनपार्टी

रेडियो तरंग बनाने के लिए, आपके पास रेडियो फ्रीक्वेंसी होना चाहिए। शून्य आवृत्ति (डीसी, बैटरी) पर, शून्य शक्ति प्राप्त करने के लिए एक अनंत ट्रांसमीटर और शून्य शक्ति प्राप्त करने के लिए एक अनंत रिसीवर लगता है। हां, आप पावर / बैटरी को रेडियो फ्रीक्वेंसी पर स्विच करके शुरू करते हैं।

— दाविद

Answer 1

जब तक आप क्वांटम भौतिकी में उद्यम नहीं करना चाहते, फोटॉनों के बारे में चिंता न करें। एक फोटॉन विद्युत चुम्बकीय विकिरण की मात्रा है, जो एक लहर भी है। मुझे अभी तक आरएफ इंजीनियरिंग में एक आवेदन मिला है जहां क्वांटम प्रभाव प्रासंगिक हैं।

सभी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में, दो क्षेत्र होते हैं: एक विद्युत और एक चुंबकीय। विद्युत क्षेत्र वोल्टेज के साथ जुड़ा हुआ है, और चुंबकीय धाराओं के साथ।

हमारे पास ऐसे घटक हैं जो मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाते हैं: कैपेसिटर।

हमारे पास घटक भी हैं जो मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं: प्रेरक।

इनमें से प्रत्येक घटक में, हम एक प्रकार के क्षेत्र को प्रमुख मानते हैं। लेकिन विचार करें कि क्या होता है अगर हम तेजी से एक प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र को बदलते हैं, इसके माध्यम से एक मजबूत स्थायी चुंबक पास करके कहें: प्रारंभ करनेवाला के टर्मिनलों के बीच एक वोल्टेज मौजूद होगा। यह वोल्टेज एक विद्युत क्षेत्र है। हम इसे फैराडे के प्रेरण का नियम कहते हैं ।

एक समान चीज संधारित्र के लिए हो सकती है। विद्युत क्षेत्र को बदलने के लिए, एक वर्तमान होना चाहिए। या यदि आप बिजली के क्षेत्र को बदलने का प्रबंधन करते हैं, तो आप कहीं एक वर्तमान पाएंगे। एक संधारित्र के अंदर विद्युत क्षेत्र को हेरफेर करना एक कुंडल के माध्यम से एक चुंबक को छोड़ने के बजाय अधिक कठिन है, लेकिन यदि आप एक उपयुक्त प्रायोगिक उपकरण का निर्माण कर सकते हैं, तो आप पाएंगे कि यह सच है।

इस प्रकार, एक बदलते विद्युत क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र बना सकते हैं। एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र एक विद्युत क्षेत्र बना सकता है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण ये दो क्षेत्र हैं जो एक दूसरे को मुक्त स्थान में बनाते हैं। विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन होता है, बस इसके सामने चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है, बस सामने विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन होता है ...

इन क्षेत्रों को इस तरह से मुक्त स्थान में विकीर्ण करने के लिए, आपको चरण में, एक दूसरे के लिए लंबवत बनाना होगा। यही कारण है कि एक संधारित्र एक अच्छा एंटीना नहीं है: यह एक मजबूत विद्युत क्षेत्र बनाता है, लेकिन चुंबकीय क्षेत्र अपेक्षाकृत छोटा है। यह थोड़ा विकिरण करता है, लेकिन ज्यादातर ऊर्जा विद्युत क्षेत्र में फंस जाती है, इसे दूर करने में असमर्थ होता है क्योंकि इसे संधारित्र से दूर ले जाने के लिए कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता है। एक ही प्रारंभ करनेवाला का सच है, वर्तमान और वोल्टेज, चुंबकीय और बिजली के आदान-प्रदान के साथ। देखें कि एक प्रारंभ करनेवाला एक अच्छा एंटीना क्यों नहीं है?

एंटेना सिर्फ लीक इंडिकेटर या कैपेसिटर हैं। कई एंटेना समान रूप से एक ही समय में दोनों हैं, जैसे कि उनका प्रतिबाधा प्रेरक या कैपेसिटिव के बजाय डिजाइन आवृत्ति पर विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक है। चतुर ज्यामिति के माध्यम से, वे लंबवत और चरण में चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, जो तब विकिरण करते हैं।

Comments

@WEB_DOT_COMFOUR: यह बहुत अधिक एक संपादन है, मुझे लगता है। आप शब्दों को फिल के मुंह में डाल रहे हैं लेकिन वे ऐसे शब्द हैं जो उसने नहीं कहा था। वास्तव में, उन्होंने अपने पोस्ट की शुरुआत "फोटोन के बारे में चिंता न करें ..." के साथ की। संपादन फ़ंक्शन त्रुटियों को ठीक करने के लिए है। आपको एडिट को पूर्ववत करना चाहिए और अपना जवाब और संदर्भ फिल बनाने चाहिए।

— ट्रांजिस्टर

Answer 2

जब विद्युत क्षेत्र तेजी से बदलता है तो रेडियो तरंगें उत्पन्न होती हैं: एक प्रत्यावर्ती धारा होती है।

एक विद्युत क्षेत्र अंतरिक्ष में फैल जाता है। जब आप एक विद्युत क्षेत्र को बदलते हैं, तो इसके दूर के भाग तुरन्त नहीं बदलते हैं। परिवर्तन प्रकाश की गति से सीमित है। यदि आप बिजली के क्षेत्र में उतार-चढ़ाव करते हैं, तो आप एक लहर बनाते हैं।

आप इसे अंतरिक्ष के रूप में सोच सकते हैं कि हर जगह एक विद्युत क्षेत्र द्वारा अनुमति दी जा रही है; आपका सर्किट बस इसमें एक गड़बड़ी पैदा करता है, जैसे पानी की सतह को परेशान करना। अशांति प्रकाश की गति से दूर जाती है, जैसे तालाब में लहरें। यदि आपका सर्किट बस स्थिर डीसी से बह रहा है, तो गड़बड़ी तब होती है जब आप इसे चालू करते हैं और जब आप इसे बंद करते हैं।

(वास्तव में, इलेक्ट्रिक उपकरण हस्तक्षेप का कारण बनता है जब यह चालू और बंद हो जाता है: रिले, स्विच, इलेक्ट्रिक मोटर ब्रश का कम्यूटेशन, या कुछ भी जो स्पार्क्स उत्पन्न करता है: सभी विकिरण करते हैं और रेडियो संचार में, या संवेदनशील उपकरणों के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं।)

रेडियो-संचारण सर्किट विकिरण करने के लिए अनुकूलित हैं; वे जानबूझकर ऐसी चीजें करते हैं जो डिजाइनर सर्किट में बचने की कोशिश करते हैं जो उनके विकिरण को कम करना चाहिए (जो कि अधिकांश सर्किट हैं)। ट्रांसमीटर कुछ उच्च आवृत्ति एसी को बढ़ाते हैं, और एक ऐन्टेना को सक्रिय करते हैं ।

कई प्रकार के एंटेना हैं और वे सभी कैसे काम करते हैं यह एक बड़ा विषय है। एक एंटीना का एक उदाहरण बस आधा तरंग दैर्ध्य का एक द्विध्रुवीय है: विपरीत दिशाओं में इंगित करने वाले दो लंबे कंडक्टर, प्रत्येक एक चौथाई तरंग दैर्ध्य।

Comments

चुंबकीय क्षेत्र का उल्लेख किए बिना एक उत्तर गलत नहीं है, यह सिर्फ अधूरा है।

— एंडी उर्फ

@Andyaka मेरे पास वहां था, लेकिन मैंने इसे छोटा रखने के लिए पोस्ट करने से पहले मिटा दिया। यह इस बारे में अंतर्ज्ञान में मदद नहीं करता है कि विकिरण कैसे फैलता है, क्योंकि चुंबकीय और विद्युत दोलन चरण में हैं।

— काज

Answer 3

जब तक जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने मैक्सवेल के समीकरणों के साथ बिजली और चुंबकत्व का वर्णन किया, तब तक रेडियो तरंगों की व्याख्या नहीं की गई थी। वे वेक्टर पथरी के एक रूप का उपयोग करते हैं और सरल से बहुत दूर हैं। आपके प्रश्न के लिए, यह त्वरण तक उबलता है। एक बहने वाला प्रवाह रेडियो उत्पन्न नहीं करता है। इलेक्ट्रॉनों को तेज करना पड़ता है, जैसे आगे और पीछे जाना। इलेक्ट्रॉनों तारों के माध्यम से बहुत धीरे-धीरे आगे बढ़ते हैं लेकिन आप एसी को तार से लगाकर एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र के साथ बहुत कम दूरी पर बहुत जल्दी से आगे-पीछे हिला सकते हैं। इलेक्ट्रॉनों की दिशा उलट रही है और विकीर्ण होगी। एक बदलते विद्युत क्षेत्र में एक चुंबकीय क्षेत्र और एक बदलते चुंबकीय क्षेत्र में एक विद्युत क्षेत्र का उत्पादन होता है। कुछ हद तक जैसे बिजली और चुंबकीय क्षेत्र तार से चुटकी बजाते हैं और प्रकाश की गति से उड़ जाते हैं।

आप एक सर्कल में जाकर त्वरण प्राप्त कर सकते हैं (सामान्य रूप से दिशा बदल रहे हैं) और ऐसे ट्रांसमीटर हैं जो उस तरह से काम करते हैं। सर्कल में एक तार के साथ नहीं, एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र से एक सर्कल में बहुत तेजी से निर्वात में इलेक्ट्रॉनों के साथ। अच्छे मैग्नेट हैं जो पुराने माइक्रोवेव ओवन सर्किट में यह काम करते हैं। "मैग्नेट्रॉन" खोजें।

रेडियो को प्रदर्शित करने का सरल तरीका यह है कि प्राप्त शक्ति से एक चिंगारी को देखने के लिए एक छोटे से अंतराल के साथ स्पार्क गैप ट्रांसमीटर और वायर के लूप के साथ मूल प्रयोगों की नकल करें। स्पार्क गैप और रेडियो तरंगों पर एक खोज करें। यदि आप एक बनाते हैं, तो सावधान रहें कि लोग आपके प्रयोगों को सभी दिशाओं में AM रेडियो पर लेंगे।

मैक्सवेल के समीकरणों से प्रकृति का एक आश्चर्यजनक तथ्य सामने आया है और यही वह है जो लंबी दूरी के संचार के लिए रेडियो को उपयोगी बनाता है। हम किसी भी ऐसी चीज की अपेक्षा करेंगे जो सभी दिशाओं में शक्ति (तीव्रता) को फैलाए जो कि दूरी के वर्ग के साथ गिरती है - जैसा कि 1 / (r ^ 2) में है। यदि रेडियो का पता लगाना इस पर आधारित था, तो यह बेकार के बगल में होगा। लेकिन, जैसा कि शक्ति वर्ग के साथ गिरती है, आयाम शक्ति के वर्ग के समानुपाती होता है और 1 / r के रूप में गिरता है। और यह उस क्षेत्र का आयाम है जिसका हम रेडियो में पता लगाते हैं (या एक तार एंटीना में इलेक्ट्रॉनों में प्रेरित गति)। यदि आप एक ट्रांसमीटर से 1 किमी दूर हैं और 100 किमी दूर एक बिंदु पर जाते हैं, तो संकेत आयाम केवल 1/100 जितना मजबूत है - एक मूल्य एम्पलीफायर आसानी से संभाल सकता है। यदि रेडियो शक्ति पर आधारित होते हैं, तो मूल्य 1/10000 होगा। आप 5000 किमी (1 / 25,000) सिग्नल भेजने में समस्या की कल्पना कर सकते हैं,

मैं फोटॉन की अनदेखी करूंगा। रेडियो के विपरीत, एक फोटॉन में आवृत्ति द्वारा निर्धारित ऊर्जा होती है और आपको रेडियो के लिए क्वांटम यांत्रिकी की आवश्यकता नहीं होती है।

Comments

आपने रेडियो प्रसार के बारे में जो कहा है वह गलत है। एक बिंदु स्रोत से निकलने वाली रेडियो तरंग की शक्ति दूरी के वर्ग के रूप में गिरती है। यह रेडियो तरंग के सभी दिशाओं में यात्रा करने के कारण है ताकि गोलाकार फैलता हो। यदि आप अपनी दूरी को 1 किमी से 100 किमी तक बदलते हैं, तो प्राप्त शक्ति 10000 (100 के वर्ग) के कारक से कम हो जाएगी। सौभाग्य से, प्राप्त करने वाले सर्किट को बहुत संवेदनशील बनाया जा सकता है ताकि रिसीवर (पृथ्वी से चंद्रमा तक) सहित बड़ी दूरी पर स्थित ट्रांसमीटरों से उपयोगी जानकारी निकाली जा सके।

— बैरी

एक बार रेडियो तरंग शुरू होने के बाद ऊर्जा चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों के बीच वैकल्पिक नहीं होती है। आप इस संबंध में गलत हैं। चुंबकीय और बिजली के क्षेत्र समय में पूरी तरह से गठबंधन कर रहे हैं। यह वही है जो मुक्त स्थान को एक निरंतर 377 ओम प्रतिबाधा देता है - ई को हर समय एच के साथ चरण में होना चाहिए या यह रेडियो नहीं है।

— एंडी उर्फ

@ बेरी: या 23 वाट ट्रांसमीटर से एक संकेत प्राप्त करने के लिए पर्याप्त संवेदनशील बना दिया गया है जो 37,000 एमपीएच पर यात्रा करने के लिए 7,000,000,000 मील दूर है !

— RedGrittyBrick

@ बेरी आप सही हैं। मैंने शक्ति और आयाम को उलट दिया और संपादित करूंगा। 1 / r आयाम के लिए सही है और उदाहरण के लिए, आयाम एक डायोड डिटेक्टर की आवश्यकता है।

— सी। टाउन स्प्रिंगर

@Andyaka विकिपीडिया से - E और B एक दूसरे के लंबवत हैं और तरंग प्रसार की दिशा और चरण में हैं। बदलते चुंबकीय क्षेत्र फैराडे के कानून के माध्यम से एक बदलते विद्युत क्षेत्र का निर्माण करता है। बदले में, वह विद्युत क्षेत्र मैक्सवेल के सुधार के माध्यम से एम्पीयर के कानून में एक परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। यह सतत चक्र इन तरंगों को वेग से अंतरिक्ष में जाने की अनुमति देता है c। - हालांकि इस स्पष्टीकरण के बारे में पागल नहीं हूं और मेरे उत्तर को संपादित करने की आवश्यकता है।

— सी। टाउन स्प्रिंगर

Answer 4

ई क्षेत्रों के लिए एक स्क्वायर फ़ंक्शन के रूप में सिग्नल पावर गिरता है क्योंकि उत्सर्जित सिग्नल द्वारा कवर किया गया क्षेत्र दूरी, त्रिज्या के वर्ग के रूप में बढ़ता है।

फोटॉनों के बारे में बिंदु, मुझे लगता है ... कुंजी यह है कि फोटॉन प्रकाश में वर्गीकृत आवृत्ति पर क्वांटा हैं, जहां रेडियो तरंगें प्रकाश के नीचे एक आवृत्ति पर क्वांटा हैं। लेकिन मैं वास्तव में नहीं जानता। जब आप की जरूरत है रिचर्ड फेनमैन है ...

Comments

चाहे वह "प्रकाश" या "रेडियो" हो, विद्युत चुम्बकीय विकिरण का अध्ययन या तो शास्त्रीय सिद्धांत (तरंगों) या क्वांटम सिद्धांत (फोटोन) का उपयोग करके किया जा सकता है। जैसे भौतिकी के कई क्षेत्रों में, शास्त्रीय सिद्धांत ज्यादातर चीजों के लिए पर्याप्त है, लेकिन क्वांटम सिद्धांत को कुछ टिप्पणियों को समझने के लिए आवश्यक है जिन्हें शास्त्रीय सिद्धांत द्वारा समझाया नहीं गया है। रेडियो बैंड में, बहुत कम मामले हैं जहां क्वांटम सिद्धांत की आवश्यकता होती है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि आरएफ ऊर्जा की मात्रा निर्धारित नहीं है --- केवल यह कि क्वांटा बहुत छोटा है (प्रति फोटॉन प्रति बहुत कम ऊर्जा)।

— फोटॉन

आपका उत्तर एक मिथक को समाप्त करता है। वास्तव में, EM विकिरण में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र चरण में हैं। वे एक दूसरे को खिलाते हुए पतन और पुनर्जीवित नहीं होते हैं: यह एलसी अनुनाद की तरह नहीं है।

— कज़

यहाँ देखें: en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation#Wave_model "एक आम गलत धारणा यह है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण में ई और बी क्षेत्र चरण से बाहर हैं क्योंकि एक में परिवर्तन दूसरे को उत्पन्न करता है ..."

— कज़

ठीक है मैंने अपना उत्तर काज़ संपादित किया। मुझे दूसरा तरीका सिखाया गया था। एक मिथक को खत्म नहीं करना चाहेगा।

— dfowler7437