¿Por qué no usamos los campos E y B para una antena receptora?

Una antena es un dispositivo eléctrico que convierte la energía eléctrica en ondas de radio y viceversa, todos lo sabemos.

En la transmisión, un transmisor de radio suministra una corriente eléctrica que oscila en radiofrecuencia (es decir, una corriente alterna (CA) de alta frecuencia) a los terminales de la antena, y la antena irradia la energía de la corriente como ondas electromagnéticas (ondas de radio). La onda electromagnética tiene un campo E y B que son perpendiculares entre sí; pero en recepción de antena solo usamos el campo E de una onda electromagnética para producir un voltaje minúsculo en sus terminales, que se aplica a un receptor para ser amplificado.

¿Por qué no usamos los campos E y B para la recepción? ¿ Podemos producir más voltaje usando los campos E y B?

Las antenas que usan el campo E casi siempre tienen un diseño muy diferente a las antenas (generalmente antenas de bucle) que usan el campo B. Por lo tanto, diseñar una antena tanto para el campo E como para el campo B es contradictorio ya que su diseño favorecerá el campo E o el campo B. Sin embargo, las antenas que están diseñadas solo para el campo E o solo para el campo B son comunes y están en uso.
Sobre su última pregunta sobre producir más voltaje. El voltaje producido por el campo E y el campo B no se suman para crear niveles de voltaje más altos. Están fuera de fase entre sí. Usas uno u otro, pero usar ambos definitivamente no es típico.
@ K7PEH: En realidad, están en fase solo en el campo cercano, están fuera de fase (90 °). Pero luego, debido a las ecuaciones de Maxwell, se ponen en fase (estado estable)

Respuestas (2)

La premisa de tu pregunta es incorrecta. Las antenas receptoras "utilizan" tanto el campo E como el campo B para desarrollar el voltaje en sus terminales. Las antenas construidas con conductores rectos son más sensibles a las señales cuyo campo E es paralelo al conductor (induciendo un voltaje) y el campo B es perpendicular al conductor ("atravesado", que también induce voltaje).

Las antenas de cuadro son un caso especial. Dependen casi por completo del campo B solo, y no son muy sensibles al campo E en absoluto.

No creo que la premisa de la pregunta del OP sea incorrecta en absoluto. Las antenas receptoras reales están diseñadas para usar el campo E o el campo B, rara vez ambos. De hecho, sin investigar un poco, no puedo pensar en un diseño de antena que use ambos. Su punto parece ser principalmente decir que los campos E y B están presentes, lo cual es cierto, pero no se usan por igual para generar las señales procesadas por el receptor. Para recibir, en su gran mayoría, la mayoría de las antenas son antenas de bucle (bucle de bucle incorporado) basadas en campo B.
Nota: mis comentarios anteriores están dirigidos principalmente a las antenas de transmisión, HF y VHF. Hay otras antenas usadas para Radar, celulares, radio-astronomía basadas en otros métodos que no incluyo en mis comentarios.
@K7PEH: Tu nombre de usuario sugiere que eres un aficionado, por lo que deberías saberlo mejor. Las antenas de cuadro solo se usan comúnmente para señales de MW e inferiores (aproximadamente, menos de 1 MHz). Las antenas de "conductor recto" se utilizan para casi todo lo demás. Y no tengo idea de por qué cree que el campo B es irrelevante para las antenas de conductor recto. Considere el dipolo de media onda y cómo varía la impedancia a lo largo de su longitud: los extremos son de alta impedancia y sensibles al campo E, mientras que el centro es de baja impedancia, lo que permite que el campo B induzca una corriente.
Sí, soy operador aficionado, también licenciado en Física (trabajo de grado Física Matemática). Hice una antena de cuadro que usé en la banda de 40 metros (HF), por lo que las antenas de cuadro se pueden usar para muchas frecuencias diferentes, aunque estoy de acuerdo en que la mayoría en uso es la banda de transmisión. Las antenas de cuadro también se usan comúnmente para RDF y su tamaño y circuitos coincidentes son diferentes solo debido a la frecuencia (para la mayoría). Su comentario sobre el dipolo no es correcto por la razón principal de la polarización. Un dipolo es más sensible como antena cuando está polarizado igual que el campo E, no B.
Er, ¡eso es exactamente lo que dije en el primer párrafo de mi respuesta!
bueno, si dijiste que me lo perdí. Si todo lo que dice es que el campo B está involucrado, entonces sí, como ondas EM, son campos E y B. Pero, si está diseñando una antena, debe elegir en el diseño si desea utilizar el campo E o el campo B como fuente principal. Y he estado diseñando antenas y modelándolas matemáticamente y usándolas durante mucho tiempo.
¿Ha utilizado alguna vez un software de simulación de antena? Se trata de la distribución de corriente a lo largo de los elementos de las antenas. ¿Cómo puedes decir que el campo B es irrelevante?
Sí, uso regularmente el software NEC4 (la versión con licencia) junto con otras adiciones que hago en Mathematica. También he escrito mi propio software de análisis (en Mathematica) usando MOM y FTDM. Estoy pensando en hacer un programa de análisis de elementos finitos, pero no lo he conseguido. El campo B en un dipolo es irrelevante para casi todos los que usan antenas dipolo; esto se debe al acoplamiento. El acoplamiento entre un campo E (que luego acelera las cargas en el conductor) es mucho más fuerte que cualquier acoplamiento de campo B con el dipolo. Si usa un bucle magnético, es al revés.
Con mucho gusto continuaría esta discusión, pero este foro ya no es apropiado para nuestros desacuerdos.
en realidad, estoy tratando de diseñar la transferencia de energía inalámbrica usando una antena. Ya diseño WPT usando acoplamiento inductivo y acoplamiento inductivo resonante, pero el rango de WPT es pequeño. así que creo que si uso la antena y uso tanto el campo, entonces es posible recibir más potencia.

La energía de ambos campos es demasiado pequeña para convertirla en otras formas de energía agradable (electroquímica, cinética, etc.), solo para activar algunas pequeñas piezas electrónicas. Recordando una fórmula B=E/c, c velocidad de la luz y E y B son los campos respectivos, por ejemplo, campo E de 1000 V/m, un campo muy fuerte, produce un campo magnético con una densidad pequeña de 0.000003333 Tesla o 0,03333 Gauss. Imagina la dificultad de instalar un dispositivo que pudiera absorber suficiente energía para encender una bombilla o girar un eje. Del mismo modo, el campo E es muy débil para ser utilizado a nivel práctico. ¿Y cómo usar el campo E cambiante? ¿Un condensador? Podría ser, pero con cientos o miles de capacitores de muy baja capacitancia. Creo que Nikola Tesla intentó algo basado en transmitir ondas EMG y que las casas recibieran la energía, pero olvidó el proyecto.

¿Por qué no usamos los campos E y B para una antena receptora?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v