Valery
Предполагаю, что ваши слова о "физическом казусе" были адресованы мне, поэтому отвечаю. Если не мне, то извините. (И за дальнейшее ворчание извините :) Наверное, я просто устал, неважно себя чувствую...)
Начну с ворчания:
Перестал я понимать, для чего Вы так пишете что-то физикам, притом каждый раз со смайликом?
Если хотите показать, что Вы опровергли физику, то я не стану тратить время на поиск ошибок в подобных "опровержениях". Опровергать опровергунов мне доводилось много, и уже давно это наскучило, пусть они занимаются своей фигнёй сколько хотят.
Если это с вашей стороны развлекуха типа "накидаю-ка ему вопросов, пусть он с ними тут ковыряется, а мы, знатоки-радиолюбители посмеёмся над глупышками-физиками", то я пас, я уже старая ослепшая развалина, куражиться и меряться остротами нет желания.
Если же Вы просто таким образом задаёте вопросы, в которых
действительно хотите разобраться, то, чтобы не офтопить в этой ветке, предлагаю Вам - перейдёмте с вопросами в ту давнишнюю ветку, где уже многое из электромагнитной азбуки у нас с Вами было в рамках физики разъяснено. Жаль есть нюанс, который меня напрягает и наводит на мысль, извините, "а в коня ли корм?" Если заметили, я стараюсь свои утверждения аргументировать соображениями из физики с подробными выкладками, но ответ получаю совсем иного рода.
Всё время тут талдычу: язык физики - это математика. При каждом случае всех призываю: вдумывайтесь в формулы, в их вывод, в условия их применимости, в смысл приближений, делайте выкладки сами (с ручкой и бумагой, математика это не устный язык) - и не для спора со мной или с другими дядями на форумах, а для того, чтобы вы сами себе обоснованно ответили на свои же вопросы. В формулах вся суть: изучайте учебники детально, какая величина как и от каких величин зависит либо не зависит; делайте численные оценки, стройте графики зависимостей и обдумывайте их; таким путём выяснятся и всевозможные практические рекомендации. (Различных практических задач - миллион, на все дать готовые, притом наилучшие, инженерные решения ни в каком учебнике никакой автор за всю свою жизнь не сможет.) Каждый грамотный техник ставит и решает свои практические задачи сам, а учебник, даже самый толстый, разъясняет только общую для всех задач часть подходов к ним.
Так я талдычу. А Вы как реагируете? Отвечаете отрицанием вообще без обоснованных выкладок:
Главное, с чем совершенно не согласен, это <...> <...> В наших "радиолюбительских кругах" использование такого выражения считается дурным тоном <...>, ссылаетесь на чьё-то мнение, хотя оно там высказано тоже без обоснований да ещё и с неверными утверждениями:
Мнение профессионального радиста можно прочитать здесь . В другом примере у Вас
Источник знаний -- антенный моделировщик ММАНА вместо школьной формулы импеданса ёмкости 1/(j·омега·C). Возможно, телепаты могут угадать, насколько корректно и что именно Вы там моделируете; я не телепат.
О последних казусах:
1.
...использовал сканирование по частоте в пределах сохранения "магнитности" рамочной антенны. Обнаружил, что активная часть входного сопротивления рамки изменяется от 0.5 Ом до 2.5 кОм.
Сканирование по частоте - отличная идея. Но эти числа - ни о чём, пока не указаны частоты. Чтобы делать выводы, нужен полный протокол измерений. В школе же учили, как задаётся функция: либо аналитически (формулой, но здесь не тот случай), либо графиком, либо таблицей. В указанном Вами случае функция это зависимость активной части сопротивления рамки от частоты.
Кроме того, эксперимент в физике только тогда достоен внимания, когда указаны параметры всех его элементов, измерительных приборов, и проводились контрольные измерения на эталонах. Необходимо знать площадь рамки (и количество витков, если там не один виток. Для расчёта потерь надо знать диаметр проводов. А если рамка сложной формы, то нужно знать ещё больше информации о ней.)
Как применить формулу для расчета Rизл. не знаю, на рамке нет "пучности" тока, а входное сопротивление комплексное.
Формула для Rизл простой рамки малых размеров по сравнению с длиной волны есть в учебниках (да и я ёё недавно выписывал где-то в этой ветке). Подставляйте в неё числа: площадь рамки и длину волны, выраженную через частоту. Тем самым Вы вычислите Rизл как функцию частоты. Если витков несколько, то площадь рамки это площадь одного витка, умноженная на количество витков. Если в арифметике не ошибётесь, и если сопротивление потерь в вашем случае пренебрежимо малое, и если измерения активной части импеданса рамки были выполнены корректно, то в расчёте должна получиться примерно та же самая функция, что в эксперименте.
2.
Дело оказалось значительно проще с антенной Фукса, это полуволновой диполь, запитанный с конца. Его входное сопротивление на резонансной частоте чисто активное, и составляет 2.5 кОм. <...> с точки зрения физиков входное активное сопротивление антенны должно быть 73 Ом
Поскольку я не антенщик, то ещё не знаю толком, что такое антенна Фукса (если там к диполю подключен LC-контур, то по свойствам это уже не прежний простой диполь), и мне не ясно, как получены эти 2.5 кОм. В любом случае, если взять обычный полуволновой диполь и запитать его не в центре, то применительно к нему утверждение
с точки зрения физиков входное активное сопротивление антенны должно быть 73 Ом - необдуманный неверный набор слов!
Обдуманный ответ особенно легко получить в модельном рассуждении, если пренебречь потерями (т.е.положить кпд=100%) и считать, идеализируя, что реактивная часть X импеданса Z=R+jX в интересующей резонансной узкой области частот равна нулю при любом выборе места запитки полуволнового диполя. Тогда Z=R, и применимы простые формулы, связывающие усреднённую за период мощность излучения P, R и действующие значения напряжения U и тока I. Вот эти формулы: P=R·I^2=I·U, R=U/I.
Начало рассуждения такое:
Пусть сначала диполь в этой модели запитан в центре. Распределение амплитуды тока имеет максимум (пучность) в центре. В этом максимуме, т.е. в клеммах антенны, пусть задано действующее значением тока I. При этом на клеммах антенны есть синфазное с током напряжение, его действующее значение пусть равно U. Значит, импеданс антенны в этом случае есть R=U/I. Другими словами: U=R·I, где R есть импеданс антенны.
С точки зрения физики, по закону сохранения энергии, антенна излучает всю подводимую к её клеммам мощность: P=U·I. Подставляем сюда U=R·I, получаем: P=R·I^2. Физики договорились коэффициент при I^2 в формуле для мощности антенны P называть Rизл. Таким образом в этой простейшем примере Rизл=R, т.е. сопротивление излучения совершенно очевидным образом равно импедансу антенны. Физики вычислили P через расчёт ЭМ-поля в дальней зоне и получили в этом примере для полуволнового диполя значение R=Rизл=73 Ом в предположении, что распределение амплитуды тока по диполю имеет форму половинки периода синусоиды.
Продолжение рассуждения:
А теперь запитаем тот же диполь не в центре, а ближе к концу. Притом так, чтобы распределение амплитуды тока по диполю осталось тем же самым и по форме и по величине (теория показывает, что в случае полуволнового диполя это возможно). Очевидно, что при этом величина излучаемой мощности P останется прежней, так как она определяется не изменившейся картиной тока в антенне. Очевидно также, что при этом питающий ток стал меньше (ведь ближе к концу диполя амплитуда тока меньше, чем в центре). А раз мощность не изменилась, то, значит, напряжение на клеммах питания увеличилось, и, значит, изменился импеданс.
Введём в дело для этого случая новые обозначения величин - с номером один, чтобы отличать их от предыдущего случая:
I1=p·I, где p есть меньшее единицы число, показывающее, какую долю питающий ток I1 теперь составляет от тока I в центре (потом для численного примера возьмите, допустим, p=1/6 или p=1/10). Увеличившееся напряжение на клеммах питания: U1=R1·I1, где R1 - новый импеданс.
Заключительная часть рассуждения:
Найдём для этого нового модельного случая новый импеданс и новое сопротивление излучения, исходя из прежних физических принципов: по закону сохранения энергии средняя за период излучаемая мощность P равна произведению действующих значений напряжения и тока на клеммах (косинус фи в нашей модели равен единице), а сопротивление излучения это коэффициент в выражении для излучаемой P через квадрат тока на клеммах. По физике это так, каких бы других определений не придумывали себе радиолюбители. (И на всякий случай напомню: для простоты модель здесь идеализированная, потерями пренебрегаем, все величины действительные, все мнимые части равны нулю.)
Ответ ..., а хотя нет! Для тренировки проведите эту оставшуюся частичку рассуждения самостоятельно (это легко). Если справитесь, значит я талдычил не совсем напрасно. Для проверки
здесь ответ, но не подсматривайте его заранее.
