Igazán örülök, hogy fizikus szakot végeztél! Így ki tudom jelenteni, hogy amit megtanultál nem érted. Nem akartam leírni konkrétan, hogy mekkora ostobaságot írtál, ezért céloztam az ingyenenergiára meg a hifire. ;)
Nézzük mégegyszer, mit is írtál:
... feszej ki/bekapcsolása simán tud antennaként működni, akkor is, ha áram nem folyik.
Nyilvánvalóan erre az állításomra:
...mert a feszültség soha nem csinál semmit. Legfeljebb áramot.
Tehát veszünk egy (ideális) kapcsolót, amivel kapcsolgatjuk a feszültséget. Kötünk is rá egy antennát, ami majd lesugározza az így kialakult rádióhullámokat.
A való világban a lesugárzott rádiófrekvenciának van energiája, a rádióadónak meg teljesítménye.
Ezzel szemben azt állítod, hogy ehhez nem kell áram.
Tehát:
- A kapcsoló nem vesz fel áramot a feszülségforrásból. Azaz a felvett teljesítmény U*0==0.
- A kapcsoló nem ad le áramot az antenna irányába. Azaz a leadott teljesítmény U*0==0.
- Az antenna vígan sugározza a teljesítményt.
Ezt úgy hívják latinosan: perpetuum mobile. ;)
(Ne zavarjon az U*I vagy U*0 kifejezés! Szabadon helyettesíthetsz teszőleges frekvenciával bíró kifejezést.)
Szóval a fenti elképzelés lenne a rádióamatőrök álma, hiszen közel nulla bemenő teljesítménnyel (most legyen a kapcsoló nem ideális), elég nagy teljesítményt tudnának sugározni. Mekkorát is? Megmondom.
Egy antennának van ún. talpponti impedanciája, ezt "látja" az adó. Ezt írják: Ha az antenna bemenetére Urf rádiófrekvenciás feszültséget vezetünk, azon Irf rádiófrekvenciás áram indul meg.
Forrás: http://www.puskas.hu/r_tanfolyam/antennak_tapvonalak.pdf
Röviden: Ha csak feszültség van, de nincs áram, akkor nincs teljesítmény. Ez azért jóval egyszerűbb a Maxwell-egyenleteknél, bár nyilvánvalóan azokból is levezethető.
Légyszíves linkeld ide azt az SMD tekercs adatlapot! Kíváncsi vagyok a fejjel lefelé beültethető SMD alkatrészre.
Sőt, ez a sugárzás szinte* független attól, hogy mekkora a konverter teljesítménye, hogy mennyi áram folyik a tekercsben. Épp azért, mert ez a sugárzás az elektromos térből adódik, nem a mágnesesből.
Ennek a mondatnak már megint csak a fele igaz.
A sugárzott zavarnak nincs köze a konverter kapcsolási frekvenciájához, de a terheléstől kismértékben függ. A kapcsoló akkor jó, ha a kapcsolás ideje << a működési frekvenciánál. Sajnos egy kapcsoló elem a rajzjeléhez képest olyan 60-80 alkatrésszel modellezhető nagyfrekvenciásan. Szempontunkból az egyes alkatrészek feszültség vagy áramfüggést is mutathatnak.
Itt egy szép ábra, amin látszik a négyszögjel a valóságban. A kapcsolás nem négyszögjel lesz, hanem elég nagy túllövést és lengést mutat a kapcsolás "pillanatában". A lengés frekvenciája több 10MHz tartományban kezdődhet, amikor a szórt/parazita reaktáns elemek - mivel induktivitás is van ám - hatása már számottevő.
Természetesen minden áramot vezető alkatrész előállít valamilyen elektromágneses teret, de a nagyobb áram és nagyobb frekvencia hatására keletkezik számottevő elektromágneses térerő.
A linkelt ábra alapján nem csak azt tudjuk, hogy az üzemi frekvenciánál lényegesen nagyobb frekvenca keletkezik. A belengéskor lényegesen nagyobb áram is folyik.
A keletkezett zavarsugárzást egyszerűen lehet detektálni egy szkpószonda segítségével. A krokodilcsipesz végű test csatlakozót kell a szonda végére csíptetni. Az így keletkező kis hurok nagyfrekvenciás antennaként viselkedik. Az áramkörhöz közelítve a szkópon szépen látható a sugárzott zavar.
Összefoglalva: Egy kapcsoló elemen akkor keletkezik zavarfeszültség, amikor a kapcsolás pillanatában - a parazita elemek miatt* - nagyfrekvenciás rezonancia lép fel. A rezonancia hatására az üzeminél lényegesen nagyobb frekvencia keletkezik és nagyobb áram is folyik, ami zavarsugárzást eredményez.
Nyilvánvalóan az áramkör nem csak a kapcsolóból áll, hanem az összekötésekből és egyéb alkatrészekből.
*Nevezhetjük parazitának vagy nemkívánatosnak is. A valóságban ezek az izék részei az alkatrésznek. Pl. a félvezető diódának van rétegkapacitása, amit töltögetni kell. Én inkább úgy mondanám, hogy egy adott felhasználásnál az alkatrészek olyan tulajdonságait is számításba kell venni, amit más esetben nem tennénk. ;)
No, lássuk kinek a bátyja erősebb!
Jó 45 éve az elektronika a hobbim. Fizika tagozatos középiskolát végeztem. 1978-ban rádióamatőr "A" vizsgát tettem. 1983 óta (volt közben megszakítás is) villamos (elektronikai) fejlesztőmérnökként dolgozom.
Igaz, a kapcsoló üzemmel csak 5 éve foglalkozom intenzívebben. Ebben a témában egy összesen 250A (12-17V) kimenő áramú, 100kHz effektív kapcsolási frekvenciájú szerkezetet készítettem. A zavar forrása a linkelt ábrához hasonlóan a 25MHz-es és 65V-os túllövésű lengés volt. Ekkor legalább 200A szalad át a kapcsolón. Persze ez nem maradhatott így. Csillapítás után 50A kapcsolt áram mellett 20V/80A körül csúcsok maradtak. Úgy gondolom, egy ilyen áramkör megtervezésekor néhány dologhoz nem árt érteni is. ;)