आधुनिक दुनिया में, हम मनुष्य पूरी तरह से विद्युत चुम्बकीय विकिरण से घिरे हैं। क्या आपने कभी इन यात्रा करने वाले विद्युत चुम्बकीय तरंगों के पीछे भौतिकी के बारे में सोचा है? महान वैज्ञानिक, हेनरिक हर्ट्ज,
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| हेनरिक हर्ट्ज़ |
विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्रसारित करने और उनका पता लगाने वाला पहला व्यक्ति था। उनके प्रसिद्ध प्रयोग में, दो धातु के तारों के दो छोरों पर एक उच्च वोल्टेज करंट लगाया गया, जिससे उनके बीच की खाई में एक चिंगारी उत्पन्न हुई। इस चिंगारी से विद्युत चुम्बकीय तरंगों का विकिरण हुआ। उन विद्युत चुम्बकीय तरंगों ने हवा में यात्रा की और एक मीटर दूर स्थित धातु के तार में एक चिंगारी पैदा की। अगर आपने उस अंतराल में एक एलईडी लगाई होती, तो बल्ब चमक जाता। यह विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार और पता लगाने का एक स्पष्ट मामला था। हालांकि, हर्ट्ज से पहले, शानदार गणितज्ञ, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल, ने गणितीय समीकरणों के लिए तैयार करके पहले से ही विद्युत चुम्बकीय विकिरण की नींव रखी थी। हालाँकि, इन समीकरणों और हर्ट्ज़ प्रयोग ने एक सवाल उठाया,
कैसे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र तारों से खुद को अलग करते हैं और अंतरिक्ष के माध्यम से प्रचार करते हैं? विशेष रूप से, जो हमें चाहिए वह एक यात्रा विद्युत चुम्बकीय तरंग है न कि उतार-चढ़ाव। आइए इसे तार्किक रूप से देखें। एक इलेक्ट्रिक चार्ज पर विचार करें, जो निरंतर गति से आगे बढ़ रहा है। इसके चारों ओर विद्युत क्षेत्र दिखाया गया है। अब एक दूसरे के अंशों के लिए कल्पना कीजिए जो इसके बाद तेज हो जाता है, यह उच्च गति पर एकसमान गति जारी रखता है। हमें समझने की आवश्यकता है कि विद्युत क्षेत्र पर इस त्वरण का प्रभाव क्या है। दिलचस्प बात यह है कि जानकारी अनंत गति से यात्रा नहीं करती है, इसके बजाय, यह प्रकाश की गति से यात्रा करती है।
इसी तरह, आवेश के वेग की अचानक भिन्नता की जानकारी पूरे विद्युत क्षेत्र क्षेत्र को नहीं दी जाती है। इसके पास का क्षेत्र इसके बारे में जानता है, लेकिन अभी तक इस क्षेत्र का कोई पता नहीं है कि शुल्क में तेजी आई है और यह अभी भी पुरानी स्थिति में है। आइए इन क्षेत्रों को दो मंडलियों की सहायता से अलग करें। चूंकि विद्युत क्षेत्र इन दूरियों के बीच के क्षेत्र को नहीं तोड़ सकता है, इसलिए उसे संक्रमण करना चाहिए। यह संक्रमण क्षेत्र एक किंक के रूप में जाना जाता है।
किंक प्रकाश की गति से बाहर की ओर बढ़ती या निकलती है। किंक एनीमेशन को स्पष्ट तरीके से दिखाने के लिए, आइए कैमरे को आवेश के साथ स्थानांतरित करें। हम यहाँ कह सकते हैं कि आवेश के त्वरण से विद्युत चुम्बकीय अशांति या विद्युत चुम्बकीय विकिरण का कारण होता है। इस समझ के आधार पर, हम एंटीना प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण प्रयोग को समझने में सक्षम होंगे, दोलनशील विद्युत द्विध्रुवीय। इस सरल दोलनशील द्विध्रुव के बारे में दिलचस्प तथ्य यह है कि यह पूरी तरह से साइनसोइडल तरीके से विद्युत चुम्बकीय विकिरण पैदा करता है। आइए देखें कि यह कैसे हासिल किया जाता है। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स में जाने से पहले, आइए समझते हैं कि इस सरल मामले में वेग और त्वरण कैसे भिन्न होते हैं। यह स्पष्ट है कि दोनों सिरों पर वेग शून्य होना चाहिए और बीच में, वेग अधिकतम होना चाहिए।
इसका मतलब है कि यह निरंतर त्वरण और मंदी का मामला है। विद्युत क्षेत्र का पैटर्न यहाँ तब खींचा जाता है जब चार्जर्स दूर होते हैं, और जब वेग शून्य होता है। बेहतर समझ रखने के लिए, आइए एक विद्युत क्षेत्र रेखा की जांच करें। आइए आठ से टी पर इलेक्ट्रिक फील्ड लाइन का निरीक्षण करें। आप देख सकते हैं कि विद्युत क्षेत्र रेखा विकृत है। इस विकृति का कारण सरल है। यह समय अवधि उच्चतम त्वरण वाला क्षेत्र है। जैसा कि हमने पहले देखा, आरोपों को तेज करने या कम करने से विद्युत क्षेत्र में किंक पैदा होते हैं। संक्षेप में, पुराने विद्युत क्षेत्र को नए क्षेत्र में बहुत अच्छी तरह से समायोजित नहीं किया जाता है। यह विरूपण निरंतर है क्योंकि प्रभारी में निरंतर त्वरण है। जब दो प्रभार केंद्रीय बिंदु पर मिलते हैं, तो विकृत रेखा भी वहां मिलती है। उसके बाद, यह चक्कर और विकिरण करता है। यह विकिरण प्रकाश की गति से यात्रा करता है। यदि आपने लंबाई के संबंध में एक विद्युत क्षेत्र की तीव्रता भिन्नता लागू की है, तो आप देख सकते हैं कि हमने जो विकिरण उत्पन्न किया है वह प्रकृति में पूरी तरह से साइनसोइडल है। कृपया ध्यान दें कि यह भिन्न विद्युत क्षेत्र स्वचालित रूप से इसके लिए लंबवत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करेगा। अब एक नज़र डालते हैं कि यह एंटीना पर कैसे लागू होता है।
धातु के तार पर एक समय-भिन्न वोल्टेज लागू किया जाता है वोल्टेज के प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉनों को दाएं से बाएं विस्थापित किया जाएगा और सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज बनाएंगे। वोल्टेज की निरंतर भिन्नता के साथ, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज तार में आगे और पीछे शटल करेंगे। सरल व्यवस्था को द्विध्रुवीय एंटीना के रूप में जाना जाता है। द्विध्रुवीय एंटीना उसी विकिरण का उत्पादन करता है जैसा कि हमने पिछले भाग में देखा था। इस मामले में, एंटीना एक ट्रांसमीटर के रूप में काम करता है। प्रेषित सिग्नल की आवृत्ति लागू वोल्टेज सिग्नल की आवृत्ति के समान होगी। यदि ऐन्टेना का संचालन उल्टा हो जाता है तो वही एंटीना एक रिसीवर के रूप में कार्य कर सकता है। जब विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार एंटीना पर होता है, तो तरंगों के दोलन क्षेत्र एंटीना के छोर पर सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज बनाते हैं। अलग-अलग चार्ज संचय का मतलब ऐन्टेना के केंद्र में एक अलग वोल्टेज संकेत उत्पन्न होता है। यह वोल्टेज सिग्नल आउटपुट है जब एंटीना रिसीवर के रूप में काम करता है।
हम यहां ध्यान दे सकते हैं कि सही ट्रांसमिशन या रिसेप्शन के लिए, एंटीना की लंबाई तरंग दैर्ध्य से आधी होनी चाहिए। यह उचित रिसेप्शन या ट्रांसमिशन के लिए पहला एंटीना डिजाइन मानदंड है। दूसरा सबसे महत्वपूर्ण डिजाइन मानदंड एक शब्द है जिसे प्रतिबाधा मिलान कहा जाता है। सही प्रतिबाधा मिलान सुनिश्चित करेगा कि तरंगें सबसे कुशल तरीके से विकीर्ण होती हैं। जब एक वैकल्पिक धारा एक सर्किट से गुजरती है, तो यह प्रतिरोध, अधिष्ठापन और धारिता के संयुक्त प्रभावों के विरोध का सामना करती है।
इस संयुक्त प्रभाव को प्रतिबाधा के रूप में जाना जाता है। अधिकतम शक्ति हस्तांतरण प्रमेय के अनुसार, लोड प्रतिबाधा शक्ति की अधिकतम मात्रा को स्थानांतरित करने के लिए स्रोत प्रतिबाधा के साथ मेल खाना चाहिए। आगे की समझ के लिए, चलो एक सर्किट का एक उदाहरण लेते हैं जिसमें एक स्रोत के रूप में एक अल्टरनेटर और एक मोटर बल्ब, एट सीटेरा, एक लोड के रूप में होता है। अल्टरनेटर से लोड तक अधिकतम पावर ट्रांसफर प्राप्त करने के लिए इस सेटअप में, लोड की बाधा को अल्टरनेटर के प्रतिबाधा के साथ मेल खाना चाहिए। एक एंटीना प्रणाली के मामले में एक समान प्रतिबाधा संतुलन की आवश्यकता होती है। चूंकि एक एंटीना उच्च-आवृत्ति संकेतों पर काम करता है, इसलिए ट्रांसमिशन लाइनों की बाधा भी महत्वपूर्ण हो जाती है। इसलिए अधिकतम शक्ति प्राप्त करने के लिए, एक एंटीना के प्रतिबाधा स्रोत और ट्रांसमिशन लाइन के प्रतिबाधा के साथ मेल खाना चाहिए। यदि बाधाएं मेल नहीं खाती हैं, ऐन्टेना से बाहर की ओर निकलने के बजाय शक्ति के कुछ हिस्से को वापस स्रोत पर प्रतिबिंबित किया जाएगा। मुक्त स्थान में 377 ओम का प्रतिबाधा मान है। एक परवलयिक एंटीना में, एक वेवगाइड को एक ट्रांसमिशन लाइन के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसका मुक्त स्थान से एक अलग प्रतिबाधा मूल्य होता है। यही कारण है कि एक फीडहॉर्न को एक परवलयिक एंटीना में भी शामिल किया गया है। इस तरह, वेवगाइड के प्रतिबाधा का मिलान मुक्त स्थान के प्रतिबाधा से किया जाता है ताकि EM तरंगों को ठीक से प्राप्त किया जा सके। हमें उम्मीद है कि इस वीडियो से आपके लिए एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग घटना की अवधारणा स्पष्ट है, और कृपया हमें समर्थन देना न भूलें, धन्यवाद। जो मुक्त स्थान से एक अलग प्रतिबाधा मूल्य है। यही कारण है कि एक फीडहॉर्न को एक परवलयिक एंटीना में भी शामिल किया गया है। इस तरह, वेवगाइड के प्रतिबाधा का मिलान मुक्त स्थान के प्रतिबाधा से किया जाता है ताकि EM तरंगों को ठीक से प्राप्त किया जा सके। हमें उम्मीद है कि इस वीडियो से आपके लिए एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग घटना की अवधारणा स्पष्ट है, और कृपया हमें समर्थन देना न भूलें, धन्यवाद। जो मुक्त स्थान से एक अलग प्रतिबाधा मूल्य है। यही कारण है कि एक फीडहॉर्न को एक परवलयिक एंटीना में भी शामिल किया गया है। इस तरह, वेवगाइड के प्रतिबाधा का मिलान मुक्त स्थान के प्रतिबाधा से किया जाता है ताकि EM तरंगों को ठीक से प्राप्त किया जा सके। हमें उम्मीद है कि इस वीडियो से आपके लिए एक महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग घटना की अवधारणा स्पष्ट है, और कृपया हमें समर्थन देना न भूलें, धन्यवाद।
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