Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V. 2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V. 2.4 Prvky elektronických obvodů Kapitola 29 Elektromagnetická vlna Bc. Radim Miksa 30. 9. 2012
Obsah ÚVOD - ANOTACE... 1 1 ELEKTROMAGNETICKÁ VLNA... 2 1.1 ŠÍŘENÍ ELEKTROMAGNETICKÝCH VLN... 3 1.2 ZDROJ ELEKTROMAGNETICKÉHO VLNĚNÍ... 3 1.3 KONTROLNÍ OTÁZKY... 3 2 DOPORUČENÁ LITERATURA... 4 3 POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE... 5 4 SEZNAM OBRÁZKŮ... 6
Úvod - anotace Výukový materiál popisuje elektromagnetickou vlnu. Výklad je na konci kapitoly doplněn kontrolními otázkami. Tento materiál je především určen pro 2. a 3. ročník oboru 39-41-L/01 Autotronik. Cílem tohoto materiálu je podpora zvládnutí daného výukového celku v předmětu Aplikovaná elektronika (AEL) a seznámení studentů se základními elektronickými prvky jako dioda, tranzistor, tyristor, rezistor, kondenzátor, cívka a další, které jsou základem pro složitější elektronické obvody. Po prostudování všech kapitol bude student znát úpravu elektrických signálů a základní elektronické obvody. 1
1 Elektromagnetická vlna Elektromagnetická vlna má dvě složky a to elektrickou (popisovanou vektorem elektrické intenzity E) a magnetickou (popisovanou vektorem magnetické indukce B) přičemž oba vektory jsou na sebe kolmé, a jsou kolmé i na směr šíření vlny. Rychlost šíření je 3*10 8 m/s. Obrázek 1 - elektromagnetická vlna Nejdůležitějším druhem elektromagnetického záření je světlo. Světlo jsou elektromagnetické vlny o velmi krátkých vlnových délkách. Vlna se znázorňuje křivkou, která pravidelně stoupá a klesá, nazývá se sinusoida. Vzdálenost mezi sousedními vrcholy se nazývá vlnová délka a označuje se řeckým písmenem l (lambda). 2 Obrázek 2 - Přehled elektromagnetických vln
1.1 Šíření elektromagnetických vln Šíření elektromagnetických vln závisí také na vlnové délce, je-li jejich vlnová délka velká, elektromagnetické vlny snadno pronikají za překážky, jako např. rádiové je-li ale vlnová délka malá, nebude se tato vlna šířit za překážky a bude vytvářet stín vlny o velmi malých vlnových délkách se šíří prakticky přímočaře, jako paprsek, a pak je nazýváme záření. Rádiové vlny mají velké vlnové délky, používají se k přenosu informací, zpráv, hudby a obrazu při rozhlasovém a televizním vysílání. Vlny o kratších vlnových délkách (dm, cm, mm) jsou mikrovlny. Odrážejí se od kovových předmětů a používají se v radiolokaci při sledování pohybu letadel a lodí za tmy a mlhy. Mikrovlny umožňují vybudovat sítě mobilních telefonů. Jde o vlny s vlnou délkou asi 30 cm a kmitočtu 900 MHz a vyžadují rozsáhlé sítě antén. 1.2 Zdroj elektromagnetického vlnění U oscilačního obvod je elektrické pole lokalizované mezi desky kondenzátoru a magnetické pole v jádru cívky. Začneme-li desky kondenzátoru rozevírat magnetické pole se bude vyzařovat do prostoru. Obrázek 3 - Zdroj elektromagnetického vlnění Zařízení, které vysílá elektromagnetické vlny se nazývá dipól. Je to rozevřené dvouvodičové vedení naprázdno, připojené ke zdroji střídavého napětí frekvence f. Délka dipólu musí odpovídat polovině vlnové délky. Dipól se používá jako vysílač i přijímač (anténa) elektromagnetického vlnění. Obrázek 4 - dipól 1.3 Kontrolní otázky 1. Popište vznik elektromagnetického vlnění. 2. Co je to dipól? 3
2 Doporučená literatura 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, 1984. 303 s. ISBN 04-508-86 2. TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2006. 623 s. ISBN 80-867-0613-3. 3. MALINA, Václav. Poznáváme elektroniku I. 1. vyd. České Budějovice: Kopp, 1994. 173 s. ISBN 80-858-2817-0. 4. BEZDĚK, Miloslav. Elektronika: učebnice. 3. vyd. České Budějovice: Kopp, 2008. ISBN 978-80-7232-359-32. 5. KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1998. 86 s. ISBN 80-720-0261-9. 4
3 Použitá literatura a zdroje 1. VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 1. Vyd. Praha: SNTL, 1984. 303 s. ISBN 04-508-86 2. TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. dopl. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2006. 623 s. ISBN 80-867-0613-3. 3. KESL, Jan. Elektronika: učebnice. 1. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1998. 86 s. ISBN 80-720-0261-9. 5
4 Seznam obrázků OBRÁZEK 1 - ELEKTROMAGNETICKÁ VLNA... 2 OBRÁZEK 2 - PŘEHLED ELEKTROMAGNETICKÝCH VLN... 2 OBRÁZEK 3 - ZDROJ ELEKTROMAGNETICKÉHO VLNĚNÍ... 3 OBRÁZEK 4 - DIPÓL... 3 6