I шахсий топшири=

3 - ТОПШИРИҚ


Мавзу: Элементар электр нурлатгич


Машғулотнинг мақсади
Берилган машғулот мавзуси бўйича топшириқни бажариш натижасида талаба қуйидаги тушунчаларни ўзлаштириши керак:

• 
  электр нурлатгич;
  
• 
  электр нурлатгичнинг майдон зоналари;
  
• 
  нурлатгич параметрлари ва нурланиш қуввати орасидаги боғлиқлик;
  
• 
  йўналганлик диаграммаси ва тавсифи;
  

Қуйидагиларни ҳисоблай олиши керак:

• 
  фазонинг исталган нуқтасида E ва H векторлари қийматини;
  
• 
  нурланиш қуввати ва қаршилигини;
  
• 
  йўналганлик тавсифини.
  

Услубий кўрсатмалар

Топшириқни бажаришдан аввал қуйидагиларни ўрганиб чиқиш фойдали: ([1] §§ 5.1-5.5; [2] §§ 8.1-8.5; [3] §7.2; [4] §§ 9.1-9.6).

Нурланиш деганда электромагнит майдон (ЭММ) энергиясининг манбадан фазога ўтиши тушунилади. Электромагнит майдоннинг фазода ҳаракатлана олиши унинг асосий хусусиятларидан бири ҳисобланади. Манбадан электромагнит энергиянинг тарқалиши диэлектрик ва вакуумда мавжуд бўла оладиган силжиш токи ёрдамида амалга оширилади. Шунинг учун, фазода силжиш токини ҳосил қилувчи ҳар қандай четки манба, электромагнит тўлқин нурлатгичи ҳисобланади.

Электр нурлатгичлар антеннанинг нурланиш майдонларини тахлил этишда қулай модель ҳисобланади. Чунки, майдонни ҳисоблашда содда ва мантиқий услубдан фойдаланишга имкон яратади.
Элементар электр нурлатгич (ЭЭН) деб ўлчами тўлқин узунлигига нисбатан кичик бўлган, ўзгарувчан ток оқувчи чизиқли элементга, яъни ток оқиб ўтувчи (амплитудаси ва фазаси ўзгармас) l узунликка эга бўлган сим бўлагига айтилади. ЭЭН нинг нурланиш майдонини тахлил этишда сферик координата тизимидаги тақсимотдан фойдаланиш қулайдир. ЭЭН нинг ЭММ векторлари учта проекцияга эга:
(3.1)

(3.1) формула радиал (тўғри) йўналишда тарқалаётган ва мураккаб фазовий тузилишга эга бўлган гармоник ЭМТ нинг майдонини тавсифлайди. Агар яқинлашишлардан фойдаланиб, майдоннинг тузилишини турли масофалар учун алоҳида кўриб чиқилса (3.1) формулалар тизими бўйича майдоннинг тахлили соддалашади. Шунинг учун майдонни ўрганишда фазо уч зонага бўлинади:

• 
  яқин зона – k r << 1,
  
• 
  оралиқ зона – k r = 1,
  
• 
  узоқ зона – k r >> 1.
  

Яқин зонадаги майдон (3.2) формулада келтирилган ифода билан тавсифланади:

(3.2)

(3.2) формуланинг тахлили яқин зонадаги майдон тўлқинли тавсифга эга эмас деган хулосага олиб келади (электр ва магнит майдонларнинг кучланиш фазаси кўндаланг координаталарга боғлиқ эмас). E ва H векторлари фаза бўйича 90⁰ га силжиган. Бундан келиб чиқадики, энергия оқимининг зичлиги реактив тавсифга эга, оқимнинг ўртача энергияси эса бўлганлиги сабабли, мавжуд бўлмайди. Бу эса, яқин зонада майдоннинг энергия захираси хосил бўлишини ва у нурланишдан кучлироқ эканлигини англатади. Бунда, майдон энергияси албатта нурланмайди. Шунинг учун хам, яқин зона - реактив майдон ҳудуди деб аталади.

Узоқ зонадаги майдон (3.3) формулада келтирилган ифода билан тавсифланади:


(3.3)
E векторнинг узоқ зонадаги E_r ташкил этувчиси E_θ га нисбатан бир неча марта кичик бўлганлиги туфайли ((3.1) га қаранг), узоқ зонадаги майдон сферик тўлқин сифатида намоён бўлади, ва у сферик фронтга эга бўлади (r = const).
(3.3) формулани тахлил қилиш орқали ЭЭН нинг узоқ зонадаги сферик тўлқини хусусиятларини аниқлаш мумкин бўлади:

•