พื้นฐานสายอากาศ (สายอากาศ ? สายอากาศ ? สายอากาศ ?)

 

มีตำราทางวิชาการมากมายที่กล่าวถึงพื้นฐานของสายอากาศ โดยมักจะเริ่มต้นที่สายอากาศไดโพลเลย ไม่ค่อยมองถึงสิ่งที่เป็นพื้นฐานในการแปลงสัญญาณกระแสสลับของคลื่นวิทยุไปเป็นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สายอากาศก็คือ สายนำสัญญาณที่ถูกถ่างออกจากกัน พอถ่างออกจากกัน ก็จะมีการปลดปล่อยพลังงานระหว่างลวดตัวนำทั้งสองเส้น ถ้าถ่างออกให้เต็มที่ก็จะได้เป็นสายอากาศไดโพล

แรงดันทำให้เกิดสนามไฟฟ้า

ในสายอากาศก็จะมีค่าของ Capacitive และ Inductive อยู่ โดยสามารถยกตัวอย่างให้เห็นได้ชัดก็คือ เมื่อเราต่อ Capacitor เข้ากับแหล่งจ่ายพลังงานเช่นแบตเตอรี่ จะมีแรงดันถูก charge เข้าไปสะสมเป็นสนามไฟฟ้า (electric field) อยู่ระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง

Capacitor ที่ถูกประจุแรงดันจาก แบตเตอรี่

Capacitor ที่ถูกประจุแรงดันจาก แบตเตอรี่

สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองในมุมต่าง ๆ

ค่อย ๆ กางแผ่นโลหะออกจากกัน จะเห็นว่าเริ่มมีการแพร่กระจายคลื่นออกมา

สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองในมุมต่าง ๆ

เมื่อกางแผ่นโลหะทั้งสองออกจนสุด ก็จะได้สายอากาศไดโพล

รูป A - C แสดง สนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นตัวนำทั้งสองในมุมต่าง ๆ

แสดงสนามไฟฟ้าที่ลวดตัวนำในมุมต่าง ๆ แบบสามมิต

แสดงสนามไฟฟ้าที่ลวดตัวนำในมุมต่าง ๆ แบบสามมิต

รูป A และ B แสดงสนามไฟฟ้าที่ลวดตัวนำในมุมต่าง ๆ แบบสามมิติ

กระแสทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก

เมื่อมีกระแสไฟฟ้าใหลผ่านลวดตัวนำจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก รอบ ๆ ลวดตัวนำ ความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กจะขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสที่ใหลผ่าน ในตอนแรกที่ Capacitor ยังไม่ได้รับการ charge กระแสจะใหลมากที่สุด จากนั้นจะค่อย ๆ ลดลง

สนามแม่เหล็ก เกิดขึ้นรอบ ๆ ลวดตัวนำ

สนามแม่เหล็ก เกิดขึ้นรอบ ๆ ลวดตัวนำ

เส้นแรงแม่เหล็ก (Magnetic lines) จะถูกแทนด้วยตัวอักษร H หรือเรียกว่า H lines ทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็กสามารถอธิบายได้ด้วยกฎมือซ้าย

กฎมือซ้าย left-hand rule ทิศทางของกระแสจะใหลไปในทิศทางเดียวกับนิ้วโป้ง ส่วนสนามแม่เหล็กจะใหลวนรอบ ไปในทิศทางเช่นเดียวกับนิ้วมือ

กฎมือซ้าย left-hand rule ทิศทางของกระแสจะใหลไปในทิศทางเดียวกับนิ้วโป้ง ส่วนสนามแม่เหล็กจะใหลวนรอบ ไปในทิศทางเช่นเดียวกับนิ้วมือ

สนามไฟฟ้า (E) และสนามแม่เหล็ก (H) จะต่างเฟสกัน 90 องศา

สนามไฟฟ้า (E) และสนามแม่เหล็ก (H) จะต่างเฟสกัน 90 องศา

จากรูปจะเห็นได้ว่า สนามแม่เหล็กเกินขึ้นแล้ว 90 องศา สนามไฟฟ้าเพิ่งจะเริ่มเกิดขึ้น

จากรูปจะเห็นได้ว่า สนามแม่เหล็กเกินขึ้นแล้ว 90 องศา สนามไฟฟ้าเพิ่งจะเริ่มเกิดขึ้น

บทความที่เกียวข้อง

 

สถานีวิทยุสมัครเล่น HS8JYX ตั้งอยู่บ้านเลขที่ 99/31 ถ.เจริญสุข ต.ปากน้ำ อ.เมือง จ.กระบี่ 81000 โทร 08-3525-3832