Un circuito aperto oscillante propaga onde EM
Ciao 
Capisco che il titolo sia un po' vago ma non sapevo bene che nome affibbiare a una curiosità che mi è sorta studiando elettromagnetismo ein particolare il dipolo oscillante.
Il professore lo illustra come archetipo di sorgente di onda EM: prende un filo aperto con una sorgente sinusoidale di corrente (quindi alternata), la mia domanda però è la seguente: se io prendessi un filo aperto molto lungo come potrebbe essere la cablatura di una casa con la rete elettrica anche a interruttore aperto la corrente continua ad oscillare nel filo, quindi ho generazione di onde EM? Credo di sì...
Però c'è un però: il dipolo è molto piccolo nei due capi dei fili aperti usato per modellizzarlo, lacablatura di casa no (quindi come si comporti a piccoledistanze rispetto al dipolo non lo so), inoltre ha una geometria particolare (non è piegato a caso), insomma sono un po'confuso.
Chiedo qualche delucidazione in merito perché non so bene da dove partire per rispondermi.
Capisco che il titolo sia un po' vago ma non sapevo bene che nome affibbiare a una curiosità che mi è sorta studiando elettromagnetismo ein particolare il dipolo oscillante.
Il professore lo illustra come archetipo di sorgente di onda EM: prende un filo aperto con una sorgente sinusoidale di corrente (quindi alternata), la mia domanda però è la seguente: se io prendessi un filo aperto molto lungo come potrebbe essere la cablatura di una casa con la rete elettrica anche a interruttore aperto la corrente continua ad oscillare nel filo, quindi ho generazione di onde EM? Credo di sì...
Però c'è un però: il dipolo è molto piccolo nei due capi dei fili aperti usato per modellizzarlo, lacablatura di casa no (quindi come si comporti a piccoledistanze rispetto al dipolo non lo so), inoltre ha una geometria particolare (non è piegato a caso), insomma sono un po'confuso.
Chiedo qualche delucidazione in merito perché non so bene da dove partire per rispondermi.
Risposte
Qualunque circuito reale alimentato da un segnale variabile diventa anche una sorgente di onde EM, anche se generalmente molto inefficiente. Sorgenti efficienti sono invece le antenne, e il dipolo elementare è un’antenna elementare. Considera però che il dipolo elementare non è una sorgente reale, ma un ottimo modello teorico per la comprensione dei fenomeni radiativi.
Ciao, grazie per la risposta. Ovviamente come dici il dipolo è solo un modello facile da analizzare, ne sono coscio.
Ti dico però quello che mi lascia un po' confuso:
Studiando il dipolo abbiamo analizzato due situazioni precise:
1) campo vicino: dove la dimensione del dipolo è molto minore della distanza r da esso ma comunque minore del lambda (intesa come lunghezza d'onda di oscillazione del generatore)
2) campo lontano: la dimensione del dipolo è molto minore della distanza r in cui calcolo i campi di nuovo solo che lambda stavolta è minore della distanza r.
1) Nel primo caso abbiamo il campo E con due componenti una radiale e una ad essa perpendicolare
2) Nel campo "lontano" sparisce quella radiale e rimane quella perpendicolare al raggio di una ideale circonferenza centrata nel dipolo ed è solo in tal caso che si hanno gli effetti propagativi ondulatori poiché in questa E radiale compare una sinusoide del binomio propagativo $(kx-omegat)$.
Ora, passando dal modello al reale: quando sono nel circuito di casa io sono "immerso" nel circuito e la condizione di dipolo/circuito minore in dimensione rispetto alla distanza r in cui calcolo il campo viene meno!
Ecco, quindi perquestomi chiedevo: oka grande distanze dal circuito di casa posso assimilarlo al dipolooscillante e immaginare ci sia un'onda... ma dentro casa? Dentro il circuito? Ho onde EM, ho effetti propagativi dei campi? Non mi pare vi sia una equazione dipendente dal binomio $(kx-omegat)$.
Ecco i dubbi.
Ti dico però quello che mi lascia un po' confuso:
Studiando il dipolo abbiamo analizzato due situazioni precise:
1) campo vicino: dove la dimensione del dipolo è molto minore della distanza r da esso ma comunque minore del lambda (intesa come lunghezza d'onda di oscillazione del generatore)
2) campo lontano: la dimensione del dipolo è molto minore della distanza r in cui calcolo i campi di nuovo solo che lambda stavolta è minore della distanza r.
1) Nel primo caso abbiamo il campo E con due componenti una radiale e una ad essa perpendicolare
2) Nel campo "lontano" sparisce quella radiale e rimane quella perpendicolare al raggio di una ideale circonferenza centrata nel dipolo ed è solo in tal caso che si hanno gli effetti propagativi ondulatori poiché in questa E radiale compare una sinusoide del binomio propagativo $(kx-omegat)$.
Ora, passando dal modello al reale: quando sono nel circuito di casa io sono "immerso" nel circuito e la condizione di dipolo/circuito minore in dimensione rispetto alla distanza r in cui calcolo il campo viene meno!
Ecco, quindi perquestomi chiedevo: oka grande distanze dal circuito di casa posso assimilarlo al dipolooscillante e immaginare ci sia un'onda... ma dentro casa? Dentro il circuito? Ho onde EM, ho effetti propagativi dei campi? Non mi pare vi sia una equazione dipendente dal binomio $(kx-omegat)$.
Ecco i dubbi.
Per una definizione più precisa delle zone di Near Field (Reactive Near field e Radiative Near Field) ti suggerisco dapprima di dare una lettura alla seguente nota:
https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_field
Nella situazione che descrivi di relativa prossimità alla sorgente rispetto alla lunghezza d’onda, anche considerando possibili sorgenti EMI (Reactive Near Field), i campi elettrico e magnetico in cui sei immerso sono presenti con le loro componenti ma non sono accoppiati fra loro come onda EM. Questo si verifica solo in zona di radiazione, con campo elettrico e magnetico in fase e perpendicolari fra loro e alla direzione di propagazione e relazionati solo dall’impedenza del mezzo.
https://en.wikipedia.org/wiki/Near_and_far_field
Nella situazione che descrivi di relativa prossimità alla sorgente rispetto alla lunghezza d’onda, anche considerando possibili sorgenti EMI (Reactive Near Field), i campi elettrico e magnetico in cui sei immerso sono presenti con le loro componenti ma non sono accoppiati fra loro come onda EM. Questo si verifica solo in zona di radiazione, con campo elettrico e magnetico in fase e perpendicolari fra loro e alla direzione di propagazione e relazionati solo dall’impedenza del mezzo.
ma non sono accoppiati fra loro come onda EM
Perfetto, ma quindi a conti fatti non ho capito come rispondere al mio dubbio iniziale
: immerso nel circuito di casa quindi alternata e interrurrore aperto) non sono sottoposto a onde EM proprio perché sono in zona disaccoppiata. Però sono investito da un campo variabile? Oppure no poichéil circuito è aperto? Tirando le somme.
Un circuito aperto è comunque in grado di generare un campo elettrico. Dal punto di vista delle emissioni una rete di distribuzione elettrica è però una cosa un po’ più complicata da considerare: prova a dare un’occhiata ad un buon testo di EMC…
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