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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第12期工学第8章電磁気 (6)電波の性質

10年以上前の事でしょうか?コンピュータでの通信が盛にな
り 確実性の高い有線にばかり注目が集まり 空間の状態によ
り伝送品質が変化する無線は、 古臭いものと言う感じを持た
れた時期が有りました。
しかし、携帯電話の普及やモバイル通信が盛んになった今で
は、 電波は、 私達の身近でも欠かせない存在になってきまし
たが、今や 空気や水の様な存在になってしまった為に、電波
の存在が意識される事がなくなりました。
試しに身近な人に「電波って何?」と聞いて見て下さい。
「ピッピピーと行くヤツでしょう。」位の返事しか返ってきそうに
ありません。
しかし、航空関係の仕事、特に航空無線に関する仕事を目指
す様な方がこの様な返事をしていたのでは、皆様の人格が疑
われてしまいますね。
と言われても、誰に聞いて良いかも分からないと言う方もいら
っしゃると思います。
ネットで調べても 小難しい式が出てくるだけでサッパリわから
ないと言う方もいらっしゃると思います。
そこで、今回は、電波とは、「何」か?、どの様な「性質」がある
のか分かり易くお話をします。

 


図-6をご覧ください。図の左にある導線に上向きの電流(直流
)が流れているとします。導線の真下から見ますと 右回りの磁
界が発生します(右ネジの法則)。 導線の周りのオレンジの輪
は、磁力線です。
導線に流れる電流が直流である場合は、 これ以上何も起きま
せん。

Step1
次に導線に交流の電流を流してみます。
電流の量は、時間と共に変化します。
導線の周りに磁界が出来る事は、直流の場合と同じですが、
交流では、電流の量が変化しますので、結果として、導線の
周りに出来る磁界の強さが変わります。
するとその磁力線を打ち消す方向に電界の青い輪が出来ま
す。
これは、電気力線です。
電気力線は、磁力線の密度(磁界の強さ)の変化により発生
します。(電荷が無くても発生するのです。)

Step2
導線に流れる電流の量の変化により磁力線の密度が変化し
ますと、それを打ち消す(磁力線が強まる時は、弱める様に。
そして磁力線が弱まる時は、強める様に)電気力線の密度も
変化します。

Step3
Step2の電気力線の密度の変化は、 新たに磁力線の変化を
生みます。図では、一番右のオレンジ色の輪です。

Step4
この様に磁力線の密度の変化は、電気力線の密度の変化を
生み、電気力線の密度の変化は、 新たな磁力線の密度の変
化を生むと言う様に連鎖的に繋がって行きます。

Step5
導線に流れる電流の向きが下を向くと磁力線の向きと電気力
線の向きは、先程と逆になります。
これらの順番に起こる変化が電波で、磁界と電界が交互に生
じて遠方へ伝播して行きます。
余談ですが、 電波は、磁界と電界によるものですので電磁波
とも言います。

電界の向きと磁界の向きはお互いに90度の角度す。
国家試験の場合は、 90度でなくπ/2[rad](ラジアン)と書
かれています。
図-6 は、電波の輻射を説明するには、良いのですが、磁界と
電界の変化は、同時に起きていますので図-7の様になります


ペパーミント・グリーンは、磁界です。赤は、電界です。


続きは、記事をお買い求めの上、お読み下さい。

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