En una pregunta anterior , pregunté si tener 2 bobinas de cable con electricidad fluyendo de una a otra es RF, y respondieron que no era Radio Frecuencia. Estaba perplejo porque pensé que esto era transmisión inalámbrica de un campo magnético cambiante, que por lo tanto era RF.

Pensé que la velocidad de oscilación de la corriente alterna era la frecuencia de la RF (por lo que una entrada de CA de 60 hertzios pensé que me daría una señal de RF de 60 hertzios). Bueno, me dijeron que NO.

Me gustaría saber la diferencia entre la radiación electromagnética y solo un campo electromagnético simple y cambiante.

Hay dos razones por las cuales su pregunta anterior no era sobre la radio. La primera es que esa radio oficialmente va de 3kHz a 300GHz. El segundo es que un transformador se basa en un principio diferente al de las ondas de radio. La segunda razón es de qué se trata su pregunta: un transformador se basa en el electromagnetismo, las ondas de radio se basan en la radiación electromagnética.

Comprender este tema es realmente difícil y existe para muchas personas con muchas suposiciones. Trataré de dar una explicación fácil para un laico, para lo cual tendrá que aceptar algunas suposiciones más que para la explicación detallada a continuación.

Explicación del laico

Como saben, un campo magnético significa que algunos materiales como los metales son atraídos por otros. Se puede generar un campo magnético dejando que una corriente alterna fluya a través de un cable o bobina. Eso es lo que sucede en la bobina primaria de un transformador. A la inversa, un cambio en un campo magnético generará una corriente en una bobina; eso es lo que sucede en la bobina secundaria. Estas propiedades de los campos magnéticos y la corriente se llaman inducción electromagnética .

La radiación electromagnética es una forma particular del campo electromagnético. En la radiación electromagnética, el campo magnético creará un campo eléctrico (solo suponga eso), pero más alejado del conductor que comenzó con la creación del campo electromagnético. El campo eléctrico creará un campo magnético, incluso más lejos, y así sucesivamente. Simplemente sigue y sigue, debido a las propiedades específicas del campo. Esa es la clave de la radiación electromagnética.

Cuando está probando con un transformador, la bobina secundaria existe dentro de una longitud de onda de la onda que se produce. Esto significa que la corriente en la bobina secundaria no existe debido a la radiación electromagnética, sino a la inducción electromagnética: los campos no se crean entre sí.

Solo puede probar la existencia de radiación electromagnética transportando ondas en más de una longitud de onda; solo entonces, puede estar seguro de que los campos se crean entre sí.

Explicación detallada

Aquí hay cierta confusión, y la causa de eso es que el principio teórico detrás de las ondas de radio y la frecuencia de radio no necesariamente van de la mano. Echa un vistazo a la Radio Wikipedia :

La radio es la transmisión inalámbrica de señales a través del espacio libre por radiación electromagnética de una frecuencia significativamente inferior a la de la luz visible, en el rango de radiofrecuencia, de aproximadamente 30 kHz a 300 GHz. Estas ondas se llaman ondas de radio. La radiación electromagnética viaja por medio de campos electromagnéticos oscilantes que atraviesan el aire y el vacío del espacio.

^{Nota: Creo que el mínimo de 30 kHz debería ser de 3 kHz (referencia: aquí y aquí )}

Puede ver que puede haber otras ondas, basadas en el mismo principio y que funcionan de la misma manera, con una frecuencia <3kHz o> 300GHz, que por lo tanto no son parte de "Radio". Esas ondas no son ondas de radio y no están en el espectro de RF, pero son lo mismo cuando se olvida la frecuencia.

¡Pero hay más! Las ondas de radio son radiaciones electromagnéticas . La radiación electromagnética contiene dos componentes, uno eléctrico y otro magnético. Estos componentes se crean entre sí, como se dijo anteriormente. El campo magnético rojo crea un campo eléctrico azul, que crea el siguiente campo magnético, y así sucesivamente.

De la Wikipedia sobre radiación electromagnética :

La radiación electromagnética es una forma particular del campo electromagnético más general (campo EM), que se produce por cargas móviles. La radiación electromagnética está asociada con campos EM que están lo suficientemente lejos de las cargas en movimiento que los produjeron que la absorción de la radiación EM ya no afecta el comportamiento de estas cargas en movimiento.

Lo que estábamos tratando de hacer en su pregunta anterior era realmente captar el campo magnético débil , porque eso es lo que hace una bobina secundaria.

Supongo que ahora se está preguntando: pero lo hace un transformador hago radiación electromagnética, o es sólo un campo magnético? Echemos un vistazo, con la Wikipedia sobre radiación electromagnética :

... los campos eléctricos y magnéticos en EMR ¹ existen en una relación constante de fuerzas entre sí, y también se encuentran en fase ...

^{1: radiación electromagnética, en comparación con el campo electromagnético - nota del autor}

Piensa en el transformador. Se genera un campo magnético cuando cambia la corriente . Digamos que tenemos un seno puro como la corriente, . Podemos obtener el cambio de la corriente en un momento específico tomando la derivada de ese seno, que es el coseno, entonces: . Ahora eche un vistazo a las funciones y , que deberían existir en "una relación constante de fuerzas entre sí" y en fase.B ( t ) = c o s ( t ) $I(t)=sin(t)\cdot{}c$I ( t $B(t)=cos(t)\cdot{}c$$I(t)$$B(t)$

^{Nota: la constante se debe a que las fórmulas también dependen de otras cosas, que ahora son irrelevantes y constantes en una situación específica$c$}

Ya puedes ver que esas funciones no están en fase. Tampoco están en una relación constante entre sí. Puede verlo trazando :$f(t)=\frac{sin(t)}{cos(t)}=tan(t)$

Entonces no, un transformador no irradia radiación electromagnética. Las olas no están en una relación constante de fuerza entre sí, tampoco están en fase. Las pruebas que realizó con un transformador en su pregunta anterior se basaron en un campo magnético.

Esta diferencia entre captar un campo magnético y radiación magnética se conoce como la diferencia entre campo cercano y lejano .

Resumen

Hay dos razones principales por las que sus experimentos no fueron sobre la radio. La primera es que simplemente era la frecuencia incorrecta. El segundo es que una bobina con una corriente alterna no proporciona radiación electromagnética.

Referencia

• Wikipedia: Radio , radio frecuencia , radiación electromagnética , campo electromagnético , cercano y campo lejano
• Industry Canada, GL-01
• Tu pregunta anterior aquí
• Las parcelas se hicieron con Wolfram | Alpha

El acoplamiento de transformador de 50/60 Hz no es RF porque funciona mediante acoplamiento de campo reactivo en lo que se conoce como "campo cercano". Aquí hay una imagen de Wikipedia en campos cercanos y lejanos: -

Aproximadamente a la longitud de onda de la antena (o la frecuencia que está utilizando para acoplar energía) el campo cercano se convierte en el campo lejano. El campo lejano se considera como "RF adecuada" y puede propagarse con su radiación disminuyendo como el cuadrado de la distancia.

Ahora considere un transformador a 50Hz - cuál es la longitud de onda - 6,000 km - trabajará en acoplamiento magnético de campo cercano incluso a 1,000m - no. No es rf

Creo que ya lo entendiste en gran medida de tu última oración. Un campo magentico cambiante no es lo mismo que la radio.

La radio real se está propagandoenergía. Puedes pensar en la energía como ligada en una danza específica entre el campo E (eléctrico) y el campo B (magnético). Los dos juntos oscilando en la forma correcta hacen que la energía se propague a la velocidad de la luz a través del espacio libre. La luz visible es un ejemplo de esto. Es una pequeña parte del espectro más amplio que desciende (pero no a) CC y sube los rayos gamma y los rayos cósmicos. La radio AM común es de alrededor de 1 MHz, que tiene una longitud de onda de 300 metros. Frecuencia común de frecuencia 100 veces mayor y, por lo tanto, longitud de onda 100 veces más corta, es decir, 100 MHz y 3 metros. WiFi funciona a aproximadamente 2,4 GHz, que es una longitud de onda de 125 mm. Hay microondas de unos 10 segundos de longitud de onda mm, la radiación "terahercios" utilizada en los aeropuertos para mirar debajo de la ropa, infrarrojos, luz visible (aproximadamente 500 nm), ultravioleta, rayos X, rayos gamma, etc. Todos estos son exactamente lo mismo, excepto la frecuencia de oscilación. Como todos viajan a la misma velocidad de la luz en el espacio libre, también puedes caracterizarlos por su longitud de onda.

Los campos E y B también pueden soportar campos no propagables. Envuelva un cable alrededor de un perno de acero o una varilla de ferrita, encienda la corriente y tendrá un campo magnético. Los materiales ferromagnéticos, como el acero, serán atraídos por este electroimán. Sin embargo, tenga en cuenta que la energía de este campo no se envía a ninguna parte. El campo existe alrededor del electroimán y se cae rápidamente con la distancia. Incluso puede variar el campo con el tiempo impulsando el electroimán con corriente alterna, y luego hacer que otro electroimán cercano funcione a la inversa para generar una señal eléctrica en sus cables desde el campo magnético cambiante. De hecho, esta es la base de cómo funcionan los transformadores. Sí, puede transferir señales e incluso potencia significativa de esta manera, pero no es radio. Por ejemplo, no hay forma de organizar un grupo de electroimanes para que un haz de perturbación del campo B se irradie en una dirección particular. Puede dar forma al campo localmente, y el campo en teoría se extiende a la inifinidad a la velocidad de la luz, pero no es lo mismo queenviando una onda de radio (o haz de luz, o haz de radar, etc.).

Al igual que puede hacer un dispositivo de campo B, también puede crear campos eléctricos estáticos. Al igual que con el campo magnético del electroimán, este campo eléctrico se puede detectar localmente y se puede transferir una potencia significativa a distancias cortas. Pero de nuevo, la energía de ese campo no se está "enviando" a ninguna parte. Para que la energía realmente irradie por sí sola requiere la interacción correcta entre los campos B y E que llamamos radiación electromagnética . A menudo nos ponemos un poco descuidados y nos referimos a cualquier radio como "RF". RF realmente significa radiofrecuencia , pero a menudo lo usamos para referirnos a radio de cualquier tipo.

De Wiki :

La radiofrecuencia (RF) es una tasa de oscilación en el rango de aproximadamente 3 kHz a 300 GHz, que corresponde a la frecuencia de las ondas de radio y las corrientes alternas que transportan señales de radio.

¿Por qué 3 kHz y no, digamos, 2.9 kHz? convención !

El hecho es que la radiación electromagnética puede ocurrir a cualquier frecuencia, por ejemplo, el espectro ELF es de 3 Hz a 300 Hz, pero la radiación EM no es necesariamente RF .