Em uma pergunta anterior , perguntei se ter 2 bobinas de fio com eletricidade fluindo de uma para outra é RF, e eles responderam que não era radiofrequência. Fiquei intrigado porque pensei que se tratava de transmissão sem fio de um campo magnético variável, que era, portanto, RF.

Eu pensei que a taxa de oscilação da corrente CA fosse a frequência do RF (então uma entrada CA de 60 hertz pensei que me daria um sinal de RF de 60 hertz). Bem, me disseram para NÃO.

Eu gostaria de saber a diferença entre a radiação eletromagnética e apenas um campo eletromagnético em mudança.

Há duas razões pelas quais sua pergunta anterior não era sobre rádio. A primeira é que o rádio passa oficialmente de 3kHz a 300GHz. A segunda é que um transformador é baseado em um princípio diferente das ondas de rádio. Essa segunda razão é a sua pergunta: um transformador é baseado no eletromagnetismo, as ondas de rádio são baseadas na radiação eletromagnética.

A compreensão deste tópico é realmente difícil e existe para muitas pessoas com muitas suposições. Vou tentar dar uma explicação fácil para um leigo, para o qual você terá que aceitar mais algumas suposições do que a explicação detalhada abaixo.

Explicação do leigo

Como você sabe, um campo magnético significa que alguns materiais, como metais, são atraídos por outros. Pode-se gerar um campo magnético, permitindo que uma corrente alternada flua através de um fio ou bobina. Isso é o que acontece na bobina primária de um transformador. Por outro lado, uma mudança no campo magnético gera uma corrente em uma bobina - é o que acontece na bobina secundária. Essas propriedades dos campos magnéticos e da corrente são chamadas indução eletromagnética .

A radiação eletromagnética é uma forma particular do campo eletromagnético. Na radiação eletromagnética, o campo magnético criará um campo elétrico (basta supor isso), mas mais distante do condutor que começou com a criação do campo eletromagnético. O campo elétrico criará um campo magnético, ainda mais distante, e assim por diante. Apenas continua, devido a propriedades específicas do campo. Essa é a chave da radiação eletromagnética.

Quando você está testando com um transformador, a bobina secundária existe dentro de um comprimento de onda da onda produzida. Isso significa que a corrente na bobina secundária não existe por causa da radiação eletromagnética, mas por causa da indução eletromagnética: os campos não se criam.

Você só pode provar a existência de radiação eletromagnética transportando ondas por mais de um comprimento de onda - somente então, você pode ter certeza de que os campos se criam.

Explicação detalhada

Há alguma confusão aqui, e a causa disso é que o princípio teórico por trás das ondas de rádio e da frequência de rádio não necessariamente caminham juntos. Dê uma olhada na Wikipedia Radio :

Rádio é a transmissão sem fio de sinais através do espaço livre por radiação eletromagnética de uma frequência significativamente abaixo da luz visível, na faixa de frequência de rádio, de cerca de 30 kHz a 300 GHz. Essas ondas são chamadas de ondas de rádio. A radiação eletromagnética viaja por meio de campos eletromagnéticos oscilantes que passam pelo ar e pelo vácuo do espaço.

^{Nota: Eu acredito que o mínimo de 30kHz deve ser 3kHz (referência: aqui e aqui )}

Você pode ver que pode haver outras ondas, baseadas no mesmo princípio e funcionando da mesma maneira, com uma frequência <3kHz ou> 300GHz, que simplesmente não fazem parte do "Rádio". Essas ondas não são ondas de rádio e não estão no espectro de RF, mas são iguais, quando você esquece a frequência.

Mas tem mais! Ondas de rádio são radiação eletromagnética . A radiação eletromagnética contém dois componentes, um elétrico e outro magnético. Esses componentes se criam, como dito acima. O campo magnético vermelho cria um campo elétrico azul, que cria o próximo campo magnético, e assim por diante.

Da radiação eletromagnética Wikipedia :

A radiação eletromagnética é uma forma específica do campo eletromagnético mais geral (campo EM), produzido pelas cargas móveis. A radiação eletromagnética está associada a campos EM que estão suficientemente longe das cargas móveis que os produziram, e a absorção da radiação EM não afeta mais o comportamento dessas cargas móveis.

O que estávamos tentando fazer na sua pergunta anterior era realmente apenas captar o campo magnético fraco , porque é isso que uma bobina secundária faz.

Acho que agora você está se perguntando: mas um transformador produz radiação eletromagnética ou é apenas um campo magnético? Vamos dar uma olhada, com a Wikipedia sobre radiação eletromagnética :

... os campos elétrico e magnético no EMR ¹ existem em uma proporção constante de forças entre si, e também podem ser encontrados na fase ...

^{1: radiação eletromagnética, comparada com o campo eletromagnético - nota do autor}

$I(t)=sin(t)\cdot{}c$$B(t)=cos(t)\cdot{}c$$I(t)$$B(t)$

^$c$

$f(t)=\frac{sin(t)}{cos(t)}=tan(t)$

Portanto, não, um transformador não irradia radiação eletromagnética. As ondas não estão em uma proporção constante de força entre si, nem em fase. Os testes que você fez com um transformador em sua pergunta anterior foram baseados apenas em um campo magnético.

Essa diferença entre captar um campo magnético e radiação magnética é conhecida como a diferença entre campos próximos e distantes .

Sumário

Há duas razões principais pelas quais suas experiências não eram sobre rádio. A primeira é que era apenas a frequência errada. A segunda é que uma bobina com corrente CA não fornece radiação eletromagnética.

Referência

• Wikipedia: Radio , frequência de rádio , radiação eletromagnética , campo eletromagnético , Próximo e campo distante
• Indústria Canadá, GL-01
• Sua pergunta anterior aqui
• As parcelas foram feitas com Wolfram | Alpha

O acoplamento de transformador de 50 / 60Hz não é RF porque funciona por acoplamento de campo reativo no que é conhecido como "campo próximo". Aqui está uma foto da wikipedia em campos próximos e distantes: -

Aproximadamente no comprimento de onda da antena (ou na frequência que você está usando para acoplar energia) o campo próximo se torna o campo distante. O campo distante é considerado como "RF adequado" e é capaz de se propagar com sua radiação diminuindo conforme o quadrado da distância.

Agora considere um transformador a 50Hz - qual é o comprimento de onda - 6.000 km - o acoplamento magnético de campo próximo funcionará a até 1.000m - não. Não é rf

Eu acho que você já conseguiu em sua última frase. Um campo magentic variável não é o mesmo que rádio.

O rádio real está se propagandoenergia. Você pode pensar na energia como amarrada em uma dança específica entre o campo E (elétrico) e o campo B (magnético). Os dois juntos, oscilando da maneira correta, fazem com que a energia se propague na velocidade da luz através do espaço livre. A luz visível é um exemplo disso. É uma pequena parte do espectro maior que vai para (mas não no) DC e sobe raios gama e raios cósmicos. O rádio AM comum é de cerca de 1 MHz, que tem 300 metros de comprimento de onda. Frequência comum de FM cerca de 100 vezes maior frequência e, portanto, 100 vezes menor comprimento de onda, então 100 MHz e 3 metros. O Wi-Fi opera a cerca de 2,4 GHz, comprimento de onda de 125 mm. Existem microondas de alguns 10s de mm de comprimento de onda, a radiação "terahertz" usada nos aeroportos para procurar sob suas roupas, infravermelho, luz visível (aproximadamente 500 nm), ultravioleta, raios X, raios gama e assim por diante. Todos estes são exatamente a mesma coisa, exceto a frequência de oscilação. Como todos viajam na mesma velocidade da luz no espaço livre, você também pode caracterizá-los pelo comprimento de onda.

Os campos E e B também podem suportar campos não propagáveis. Enrole um fio em volta de um parafuso de aço ou haste de ferrite, ligue a corrente e você terá um campo magnético. Materiais ferromagnéticos, como o aço, serão atraídos para esse eletroímã. No entanto, observe que a energia desse campo não está sendo enviada a lugar algum. O campo existe ao redor do eletroímã e cai rapidamente com a distância. Você pode até variar o campo ao longo do tempo acionando o eletroímã com corrente CA e, em seguida, outro eletroímã próximo funciona inversamente para gerar um sinal elétrico em seus fios a partir do campo magnético variável. De fato, essa é a base de como os transformadores funcionam. Sim, você pode transferir sinais e até energia significativa dessa maneira, mas não é rádio. Por exemplo, não há como organizar um monte de eletroímãs para fazer com que um feixe de perturbação do campo B seja irradiado em uma determinada direção. Você pode moldar o campo localmente e, em teoria, o campo se estende à inifinidade na velocidade da luz, mas não é o mesmo queenviando uma onda de rádio (ou feixe de luz ou feixe de radar, etc.).

Assim como você pode criar um dispositivo de campo B, também pode criar campos elétricos estáticos. Assim como o campo magnético do eletroímã, esse campo elétrico pode ser detectado localmente e uma energia significativa transferida a distâncias próximas. Mas, novamente, a energia desse campo não está sendo "enviada" a lugar algum. Para que a energia realmente irradie por si só, é necessária a interação correta entre os campos B e E que chamamos de radiação eletromagnética . Muitas vezes ficamos um pouco desleixados e nos referimos a qualquer rádio como "RF". RF realmente significa freqüência de rádio , mas geralmente a usamos apenas como rádio de qualquer tipo.

Do Wiki :

Radiofrequência (RF) é uma taxa de oscilação na faixa de cerca de 3 kHz a 300 GHz, que corresponde à frequência das ondas de rádio e às correntes alternadas que transmitem sinais de rádio.

Por que 3KHz e não, digamos, 2,9 KHz? convenção !

O fato é que a radiação eletromagnética pode ocorrer em qualquer frequência, por exemplo, o espectro ELF é de 3 Hz a 300 Hz, mas a radiação EM não é necessariamente RF .