Czy odbiorniki radiowe wykorzystują energię z nadajnika?

11

Ktoś podał mi tę analogię - włączenie telewizora lub radia nie kosztuje nadawcy więcej pieniędzy, ponieważ w przeciwnym razie fale radiowe zostałyby rozproszone przez powietrze lub inne przedmioty. Czy to jest poprawne? Trudno mi w to uwierzyć - z pewnością pewna część energii musi być pobierana przez obwód odbiornika radia, a fakt, że radio jest włączone lub wyłączone, nie zmienia właściwości tych obiektów.

(OK, to mogą być tylko miliwaty pobierane przez te urządzenia, ale wciąż jestem ciekawy, jak wiele by to zmieniło).

Thomas O
źródło
3
Myślę, że miliwaty byłyby bardzo optymistyczną ilością.
Nick T
1
Pomyśl o Pico i Nano Watach.
Kortuk
1
Nie jest „rozpraszany w powietrzu”. Specjalnie wybieramy częstotliwości radiowe, ponieważ powietrze jest dla nich przezroczyste. en.wikipedia.org/wiki/… en.wikipedia.org/wiki/… Powiązane: electronics.stackexchange.com/questions/4664/…
endolith

Odpowiedzi:

20
  • Włączenie telewizora lub radia nie kosztuje nadawcy więcej pieniędzy, ponieważ transmisje radiowe zostałyby rozproszone przez inny obiekt.
  • część energii jest pobierana przez obwód odbiornika radia.

Oba stwierdzenia są prawdziwe. Czy uważasz, że jedno zaprzecza drugiemu? Uważam to za analogię do dużego dekoracyjnego zraszacza wody w lokalnym parku. (Zgadzam się, że „rozproszenie w powietrzu” wydaje się mało prawdopodobne).

  • Zezwolenie psu na wypicie wody z tryskacza nie kosztuje parku więcej pieniędzy, ponieważ ta sama ilość wody wypływa z tryskacza, niezależnie od tego, czy niektóre kropelki lądują na języku psa, czy też wszystkie spadają na ziemię.
  • Pies pobiera trochę wody.

Często kilka psów łapie krople wody na swoich językach w tym samym czasie przy tej samej fontannie, a mimo to ogromna większość wody „zmarnowana” ląduje na ziemi. Podobnie, tysiące ludzi dostroi się do tej samej stacji telewizyjnej, a nadal ogromna większość fotonów wylewających się z anten transmisyjnych nigdy nie uderza w antenę odbiorczą, ale zamiast tego „zmarnowana” uderza w drzewa lub góry lub ucieka w kosmos . Patrząc na wodomierz parku, nie można stwierdzić, czy dziesiątki psów piją wodę z tej fontanny, czy też nie ma żadnych psów - ta sama woda wypływa z tryskacza. Patrząc na licznik elektryczności nadawcy nie można stwierdzić, czy dostroiły się tysiące ludzi,

Jest to bardzo różne od sposobu, w jaki energia przepływa „przez powietrze” w transformatorze koncentrycznym z rdzeniem powietrznym, lub „przez powietrze” w kondensatorze dielektrycznym, lub sposób, w jaki urządzenia zasilane z sieci „pobierają” tylko ilość prąd i moc, której potrzebują.

  • Czy odbiorniki radiowe wykorzystują energię z nadajnika?

Kilka radioodbiorników kryształowych nie ma akumulatorów ani zasilania sieciowego - cała moc, jaką mają z nadajnika radiowego, a radio wykorzystuje moc z nadajnika do napędzania słuchawek.

Można argumentować, że większość radioodbiorników pobiera tylko sygnał ze stacji; cała moc z anteny kończy się rozgrzaniem złącza BE pierwszego tranzystora w przedwzmacniaczu, a 100% mocy „zużywanej” przez radio w późniejszych etapach i do napędzania głośników pochodzi z baterii lub zasilania sieciowego lub sprężyna zegarowa .

Ile by to zmieniło? Cóż, jeśli spakowalibyśmy wystarczająco dużo radiotelefonów i ich anten dookoła anteny nadawczej, ostatecznie stworzylibyśmy klatkę Faradaya - te radia pochłonęłyby całą nadawaną energię, a inne radia poza klatką Faradaya nie słyszałyby żadnych transmisji z jej wnętrza.

Jest kilka rzeczy, których ta analogia nie oddaje idealnie. Chociaż kuszące jest myślenie o antenie jako „wiadrze”, ponieważ im jest ona większa, tym więcej fotonów wychwytuje, jednak dostrojona antena może wychwycić znacznie więcej energii, niż można by się spodziewać po jej rozmiarze i lokalnej gęstości energii - „Energia - ssące anteny radiowe. Jeśli szczeniak łapie kropelki na języku, a następnie owczarek niemiecki przechodzi nad nim i łapie najpierw kropelki, wówczas nic nie dociera do szczeniaka - chyba że szczeniak przesunie się nieco na bok, aby wydostać się z cienia dużego pies. Podobnie, jeśli umieścisz jedną antenę radiową blisko i bezpośrednio „za” inną anteną radiową (widzianą z wieży transmisyjnej), górna antena radiowa odbierze doskonale, tak jakby nawet nie było radiotelefonu odbiorczego, a radio odbiorcze nic nie słychać - dopóki radio z odbiornika nie przesunie się nieco na bok, aby wydostać się z cienia dużego psa. Jeśli jednak odsuniesz antenę radiową w dół od anteny nadawczej (a jednak nadal za nią), zacznie ona także słyszeć stację - moc ze stacji „zakręca” wokół nadrzędnego radia.

Typowa wieża FM nadaje 100 kW ERP (+80 dBm) i 300 m wysokości. Odbiorniki radiowe FM powinny działać przy sile sygnału 0,5 mV / m. Typowy odbiornik radiowy ma czułość -90 dBm z anteną o długości około 1 m.

Davidcary
źródło
Inną analogią jest to, że odbiornik rzuca „cień”.
markrages
wybacz mi, jeśli się mylę, ale -90 dBm odpowiada 1pW. Wystarczy dodać to dla tych, które nie wykonują dobrze konwersji dBm.
Kortuk
na notatce ściany odbiorników, w tym przypadku myślę, że antena zacznie mieć efekty bliskie pola i odbite efekty mocy, ale to jest powyżej zakresu PO, po prostu chcę to zauważyć.
Kortuk
@markrages: Nie sądzę, że to bardzo dobra analogia, ponieważ fale radiowe będą dyfrakować wokół obiektów wielkości człowieka.
endolith
18

Czy Słońce wytwarza więcej energii, gdy kot leży na parapecie?

markrages
źródło
10
Tylko jeśli całkowita moc wyjściowa Słońca jest sprzężona z Oświeconym Kotem
Toby Jaffey
1
@JobyTaffey, dobrze napisany. @Thomas, jest coś ważniejszego od tego, co napisał Joby, niż doskonały żart, w którym jeśli twój odbiornik powoduje zmianę impedancji wyjściowej nadajnika, możesz zmienić moc emitowaną przez wieżę. W rzeczywistości każde urządzenie w dowolnym zasięgu przekazuje informację zwrotną (idealny system antenowy emituje tyle mocy, ile odbiera), a to może połączyć się z pierwotną wieżą, powodując problemy z niedopasowaniem. Teoria może się bardzo skomplikować, ale związana z budowaniem w pobliżu metalowej ściany, która zużywa energię z 1/4 pola, to by to zmieniło.
Kortuk
3

Możesz jedynie elektrycznie połączyć się z zanikającymi falami stojącymi w polu bliskim (mniejszym niż długość fali), gdzie impedancja E / H zmienia się, aż w końcu osiągnie limit 376,73 Ω. Warunki bliskiego pola rozpadają się gwałtownie proporcjonalnie do 1 / r ^ 2 i 1 / r ^ 3. Natomiast dalekie pole nie jest już elektrycznie połączone z nadajnikiem i rozpada się znacznie wolniej proporcjonalnie do 1 / r. Energia po prostu promieniuje, niezależnie od tego, czy jest odbierana przez jakąkolwiek antenę odbiorczą, ściany, czy cokolwiek innego. W pustej przestrzeni rozprzestrzeniałby się z prędkością światła zgodnie ze wzorem konstrukcji anteny, takim jak torus dookólny dla anteny dipolowej.

Eryk Sun
źródło
3

To jest poprawne; twoje stwierdzenie o rozproszeniu jest słuszne, po prostu promieniuje w przestrzeń kosmiczną lub na odległość. Pomyśl o świetle: każdy może spojrzeć na źródło światła, niezależnie od tego, czy może uderzyć w ścianę, czy nie, nie pobiera już więcej mocy.

Część energii jest odbierana przez odbiornik, ale nie wpływa to na nadajnik.

Brian Carlton
źródło
0

Tak, powiedziałbym, że w ten czy inny sposób zostaną rozproszeni. Każda energia rozproszona w urządzeniach byłaby prawdopodobnie w zakresie pikowatów.

Erik
źródło
0

Nie jestem fizykiem ani inżynierem elektrykiem. Nie znałem odpowiedzi na twoje pytanie, więc przeczytaj Wikipedię, aby uzyskać więcej informacji. Zastrzeżenie Emptor.

Zgodnie z definicją:

Fale radiowe są rodzajem promieniowania elektromagnetycznego o długości fali w spektrum elektromagnetycznym dłuższym niż światło podczerwone.

Z przepisów Maxwella: (wydają się ważne, słyszałem o nich)

Prawo Ampère'a z poprawką Maxwella stwierdza, że ​​pola magnetyczne można wytwarzać na dwa sposoby: przez prąd elektryczny (było to pierwotne „prawo Ampère'a”) i przez zmianę pól elektrycznych (była to „poprawka Maxwella”).

Korekta Maxwella do prawa Ampère'a jest szczególnie ważna: oznacza to, że zmieniające się pole magnetyczne tworzy pole elektryczne, a zmieniające się pole elektryczne tworzy pole magnetyczne. [1] [2]

Dlatego te równania pozwalają samopodtrzymującym się „falom elektromagnetycznym” podróżować przez pustą przestrzeń

Według cząstkowego modelu promieniowania elektromagnetycznego

Fale EM są emitowane i absorbowane jako dyskretne pakiety energii lub kwanty, zwane fotonami. Ponieważ fotony są emitowane i absorbowane przez naładowane cząstki, działają one jako transportery energii

Ilość otrzymanej energii jest określona w budżecie łącza . Ale nie jest sprzężony z nadajnikiem.

Czy wystarczająca liczba kryształowych zestawów radiowych może wyciszyć BBC World Service?

Toby Jaffey
źródło
Żadna ilość radiotelefonów Crystal nie może ustawić BBC WS na wyciszenie (lub jakąkolwiek transmisję radiową);)
ObsessionWithElectricity
-2

Nie sądzę, żeby odbiorniki radiowe w ogóle oddziaływały na nadajnik fal radiowych. Milion odbiorników radiowych w zasięgu transmisji nadajnika nie będzie oddziaływać na nadajnik więcej niż 1 radio w zasięgu. Radia szukają zmian narzuconych falom radiowym przez treść; tj. fale radiowe są nośnymi o określonej częstotliwości (a radia dostrojone do tej częstotliwości szukają tylko tej określonej częstotliwości); „treść” narzucona nośnikowi przez nadajnik modyfikuje profil falowy. Radia odtwarzają różnice między częstotliwością fali nośnej a modyfikacjami narzuconymi przez treść. JMHO.

tennbears
źródło