Напряженность

Напряженность (сила) ноля, вектор, характеризующийэлектрич. или магнитное состояние данной части пространства. Н. электрическая определяется также как сила, действующая на единицу положительного электрич. заряда. В международных единицах Н. измеряется в V/cm. Максимальное возможное значение Н. электрического поля определяется диэлектрич. крепостью среды. Воздух при нормальных условиях выдерживает около 28 kV/см. При дальнейшем повышении Н. наступает пробой. В вакууме при крайнем разрежении может существовать Н. в несколько миллионов V/см. При наличии электрич. поля в проводниках в них появляется электрич. ток, причем плотность этого тока пропорциональна Н. поля. Этим объясняется опасность сильных электрич. полей для человека, т. к. возникающий электрич. ток в теле человека уже при силе в 0,1 А может оказаться смертельным. Существует ряд различных способов для измерения Н. электрического поля, но по большей части Н. поля определяется на основании измерения потенциала в поле. До сих пор терминология в отношении Н. электрич. поля еще не установилась окончательно. Нередко Н. поля называют н а-н ряжением поля, или градиентом. Однако это наименование неправильно,так как под напряжением понимают линейный интеграл вектора напряженности электрич. поля, а градиентом можно называть только безвихревой вектор, тогда как вектор Н. электрич. поля часто не имеет потенциала.

Напряженность магнитного поля, или сила магнитного поля, — это вектор, характеризующий магнитное состояние среды. Формально он м. б. определен как сила, действующая на единицу положительного магнитного «заряда». Вектор Н. магнитного поля связан с электрич. током. Напряжениеобхода(линейный интеграл вектора напряженности магнитного поля) вдоль замкнутого контура равно полной силе тока, протекающей через поверхность, окаймленную этим контуром

$ II d r=V I,

где Н. поля измеряется в А/см, а сила тока— в амперах. Па пленарном заседании Международного электротехнического комитета (IEC) в Осло 9 июля 1930 г. было предложено для абсолютной электромагнитной единицы CGS напряженности магнитного поля название «эрстед» (Oersted). я. шпильрейн.

Н. поля в радиотехнике. Н. электрического поля электромагнитной волны в радиотехнике — основная величина, характеризующая как закон распространения электромагнитной энергии (смотрите Волны электромагнитные), так и практич. расчеты радиосвязи между определенными пунктами, дальность действия радиовещательных например станций ит.д.Т. к. в радиотехнике пользуются всегда очень слабыми Н., то последние измеряются в p-V/м, значительно реже в raV/.и.

Соотношения между различными системами мер:

а) для Н. электрич. поля Е:

1CGSM=3 · 10-1» С GSE — 10^_8V/cxt=lyV/M;

б) для Н. магнитного поля Н:

1 CGSM=3.101° CGSE=1 гаусс —0,79577 AW/см: как всегда: Е=с · Н, где с—скорость света, если Е и II выражены в системе CGSM: вообще II. электрич. поля выражается в системе CGSE тем же числом, каким II. магнитного поля—в системе CGSM В практике пользуются почти исключительно Н. электрич. поля.

Н. электрич. поля волны для случая длинных и средних волн (смотрите Несущая волна), когда допустимо предположение, что электрическое поле волны перпендикулярно к поверхности земли в месте приема, где имеется определенная приемная антенна с вертикальным снижением и действующей высотой h_d. (смотрите Антенна), с достаточной для практики точностью характеризует напряжение Е в антенне (смотрите Излучение и прием): E=Eh_d. Во всех прочих случаях, в частности при промежуточных и коротких волнах, где имеется достаточно выраженная горизонтальная поляризация электрического поля волны (смотрите Волны короткие), необходимо оперировать с вертикальной и горизонтальной составляющими Н. того же поля или— что нагляднее—с величиной вертикальной составляющей (так же как и в предыдущем случае) и затем отношением между вертикальной и горизонтальной составляющими Н. того же электрич. поля.

Теоретическп наибольшая мощность, полученная из-поля приемной антенной, зависит только от Н. и длины волны Я: а) для приема без обратной связи (смотрите Лампо-

Ь2;.2

еый приемник): Ртох=„,„—;. б) то же при приемнике с

640л-£2 7.²

обратной связью: Р_тах= „„ ., практически вследст-

160л²

вне неосуществляемости равенства активного сопротивления антенны и сопротивления излучения (Λέ<Ιί> Р < Р_тах, достигая единиц—десятков % от Р_тах.

Нахождение величины Н. электрич. поля радиоволны наданном расстоянии от излучающей системы является конечной практич. целью законов распространения электромагнитных волн, и эта задача пока еще не решена полностью; для Н. поля (амплитуды) вблизи передатчика (область относительносильного для радиотехников поля) действительна «идеальная» формула радиопередачи, по которой

Е=3 К20 · -“, ^-

а где Р/—мощность, излученная по полусфере радиусом d. Для области слабого поля некоторое приближение к практике дают полу-экспериментальные формулы (смотрите Волны, электромагнитные). В виду недостаточной удовлетворительности существующих способов определения излучающей способности радиостанций (первичная мощность, мощность в антенне, момент тока антенны, мощность, подводимая к анодам последнего лампового-каскада — вольтамперный способ), Ин-том радиоинженеров в Пью Иорке (IRE) предложено осенью 1929 г. характеризовать в частности радиовещательные станции величиной Н. электрич. поля волны последних, измеренной в 8 равноудаленных (по кругу) точках, радиусом в δ миль (8 км) от пере датчика; среднее из восьми измерений напряжений на расстоянии δ миль (8 км) от передатчика и должно характеризовать (радиовещательную) станцию.

Н о р м Н., международно установленных, пока еще не существует. Однако для радиосвязи имеются рекомендации предварительной Вашингтонской конференции (1921 год), по которым требуются следующие Н. электрического поля:

а) Радиотелеграфный слуховой прием:

А) Незатухающие колебания:

а) возможный.. Е=10 u.V/.«

б) уверенный.. Е=50 »

Б) Затухающие колебания. Е=250 »

2) Радиотелефонный прием. Е=150 »

О нормах для радиотелеграфного автоматического приема см. Быстродействиющие радиопередача и радиоприем и Атмосферные помехи. Для радиовещания большинство авторов дает следующие нормы из опыта: 1) наибольшая, определяющая наименьшее расстояние радиовещательной станции от окраины населенного центра Н. (в среднем) должна быть в 100 000 р-У/м [¹]: при очень сильных местных помехах (в индустриальных центрах, в тропич. широтах) этот предел Н. может колебаться от 100 000 до 1000 000 V-Y/m [*]; 2) для т. н. площади «А» (в которой прием свободен от помех на 99% даже в случае расположения приемника в промышленном центре; иногда местные грозы и трамваи могут все же помешать) Н. должна быть больше 10 000 uY/m; 3) для т. наз. площади «В»(в которой прием обычно свободен от помех, в деревенских или пригородных местностях; помехи появляются при установке приемника вблизи трамвайных проводов; атмосферные разряды вызывают перерыв в слушании г¥

в среднем 5% общего времени передачи) II. должна быть в пределах примерно от 5 000 до 10000 цУ/м; 4) длят. н. площади «С» (в которой получается прием, слегка страдающий от помех, но вполне доступный для слушателей в деревенских и полудеревенских местностях; атмосферные разряды вызывают перерыв в слушании в среднем 20% общего времени слушания, преимущественно летом) Н. должна быть в пределах от 2 500 до 5 000 μ-Υ/м [²]. Эккерслей тоже считает, что прием на кристаллический детектор (смотрите) при антенне 9.н высотой, состоящей из 45 метров провода, и хорошем заземлении возможен только на участках «А» и «В».

И з м е р е н и e Н. электрич. поля производится для слабых полей компараторами (смотрите), а в области сильных полей—рамкой или опытной антенной, сила тока или напряжение в которых измеряется при помощи соответствующих термоамперметров или вольтметров [³. *]. На фигуре приводится для иллюстрации серия кривых Н. электрич. поля в Москве от радиостанции Туккортон (штат Ныо-Джерсей, США, λ=16700 м, расстояние от Москвы 7600 км), измеренных лабораторией радиоприема Всесоюзного элек-тротехнич. ин-та аудиокомпаратором конструкции В. И. Баженова и А. И. Данилевского.

Лит.:*) Reports of I. R.E.Committee on Broadcasting. «Ргос. of the Inst, of Radio Eng.», N. Y., 1950, v. 18. i;^s)Eckersley P. P., Service Area of Broadcast Stations, ibid., 7: ³) Б а ж e n о в В. И., Измере- кие излучения, «ТнТбП», 1928, т. 9. 2 (47) и 4 (40); *) Баженов В. И. иСвистов Н. К., Методы измерения напряженности электромагнитного ноля и аудиокомпарироваиие, «Вестник теоретик, и эксперим. электротехники», М., 1928, т. 1, 8; Баженов В. II., Основы теории радиоприема, вып. 1, Москва, 1980: ⁵) G olds ш i t b А. N. «Ргос. of tlie Inst, of Radio Eng.», N. Y., 1926, V. 14, 5.