Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 16 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ & ΚΥΜΑΤΑ
 
ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ <ul><li>Στις επικοινωνίες ήχου, τα ηχητικά κύματα σχηματίζονται από τον μετακινούμενο αέρα (μηχανική ε...
Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα   <ul><li>Όλα τα υλικά σώματα αποτελούνται από άτομα. Κάθε άτομο με τη σειρά του αποτελείται α...
Μαγνητισμός <ul><li>Ο μαγνητισμός είναι φυσικό φαινόμενο (ορυκτός μαγνητίτης, τριβή του κεχριμπαριού με μαλλί, γυαλιού με ...
<ul><li>Σε μια ηλεκτρική συσκευή που είναι στην πρίζα, υπάρχει πάντοτε ένα ηλεκτρικό πεδίο, ακόμα κι αν δεν υπάρχει ροή ηλ...
ΕΠΑΓΩΓΗ <ul><li>Ενώ ο ηλεκτρισμός μπορεί να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο, μπορεί επίσης να συμβεί και το αντίθετο. Ένα...
ΕΠΑΓΩΓΗ
ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ <ul><li>Όταν το χάλκινο σύρμα διέρχεται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου, τα ηλεκτρόνια ρέουν προς μια κατε...
ΕΝΑΣ ΚΟΣΜΟΣ ΑΠΟ ΚΥΜΑΤΑ <ul><li>Περίπου το 0,01% της συνολικής ενέργειας του Σύμπαντος εμφανίζεται με την μορφή ηλεκτρομαγν...
Τι είναι και πως παράγεται το ηλεκτρομαγνητικό κύμα; <ul><li>Ας θεωρήσουμε μια κεραία, δηλαδή ένα συρμάτινο αγωγό, η οποία...
ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ <ul><li>Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δε χρειάζεται κάποιο ελαστικό μέσο για να διαδοθεί. Διαδίδεται ακόμ...
 
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα <ul><li>Το σύνολο των συχνοτήτων που περιέχονται στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ονομάζεται  ηλεκ...
<ul><li>ΓΙΑ ΣΗΜΑΤΑ ΡΑΔΙΟΦΩΝΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΤΑΙ ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΤΗΣ ΟΠΟΙΑΣ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΦΕΡΕΙ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ...
ΠΩΣ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ Η ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΜΕ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ;; <ul><li>Για να στείλουν οι άνθρωποι μηνύματα με τα ραδιοκύματα επεμβαίνουν σε ...
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ <ul><li>Ως βάση μεταφοράς των πληροφοριών χρησιμοποιείται το λεγόμενο &quot;φέρον&quot; κύμα (φορέας).  </li></...
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΦΕΡΟΝ ΚΥΜΑ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΚΥΜΑΤΟΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΟ ΚΥΜΑ
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ
ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ <ul><li>Τα ποιο σημαντικά είδη διαμόρφωσης είναι 2: η  διαμόρφωση πλάτους   (ΑΜ)  και  η διαμόρφωση συχνότητας ...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

κεφαλαιο 16

2,232 views

Published on

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

  • Be the first to comment

κεφαλαιο 16

  1. 1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 16 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ & ΚΥΜΑΤΑ
  2. 3. ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ <ul><li>Στις επικοινωνίες ήχου, τα ηχητικά κύματα σχηματίζονται από τον μετακινούμενο αέρα (μηχανική ενέργεια). </li></ul><ul><li>Οι επικοινωνίες με εικόνες αρχίζουν ως ενέργεια του φωτός. </li></ul><ul><li>Οι μορφές αυτές ενέργειας αλλάζουν σε ηλεκτρική ενέργεια προκειμένου να χρησιμοποιηθούν σε ένα σύστημα επικοινωνιών. </li></ul>
  3. 4. Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα <ul><li>Όλα τα υλικά σώματα αποτελούνται από άτομα. Κάθε άτομο με τη σειρά του αποτελείται από έναν πυρήνα, γύρω από τον οποίο περιστρέφονται μικροσκοπικά σωματίδια που λέγονται ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια διαθέτουν αρνητικό φορτίο, που εξισορροπείται από το θετικό φορτίο του πυρήνα. </li></ul><ul><li>Σε ορισμένα υλικά που λέγονται μέταλλα, ο πυρήνας δεν μπορεί να συγκρατήσει τα ηλεκτρόνια σταθερά στην τροχιά τους κι έτσι αυτά περιφέρονται ελεύθερα στο εσωτερικό του υλικού. Σε συνηθισμένες συνθήκες, η κίνηση τους γίνεται τυχαία, αν όμως εφαρμοστεί μια διαφορά δυναμικού στα άκρα του υλικού, τότε τα ηλεκτρόνια, μιας και είναι αρνητικά φορτισμένα, έλκονται από το θετικό πόλο της πηγής και επομένως κινούνται όλα μαζί πρός την ίδια κατεύθυνση. Αυτήν την συντονισμένη κίνηση των ηλεκτρονίων την ονομάζουμε ηλεκτρικό ρεύμα. </li></ul><ul><li>Γι' αυτό άλλωστε από τα μέταλλα περνά ηλεκτρικό ρεύμα ( αγωγοί ), ενώ από άλλα υλικά, όπως το πλαστικό ή το ξύλο που δεν έχουν ελεύθερα ηλεκτρόνια δεν περνά ( μονωτές ). </li></ul>Ο χώρος μεταξύ δύο φορτισμένων στοιχείων (ασκούνται δυνάμεις) ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο.
  4. 5. Μαγνητισμός <ul><li>Ο μαγνητισμός είναι φυσικό φαινόμενο (ορυκτός μαγνητίτης, τριβή του κεχριμπαριού με μαλλί, γυαλιού με μαλλί, πλαστικού με μαλλί). Ο χώρος που εφαρμόζεται το φαινόμενο του μαγνητισμού λέγεται μαγνητικό πεδίο. </li></ul><ul><li>Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται επίσης, όπου υπάρχει ροή ηλεκτρικού ρεύματος: όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση του ρεύματος, τόσο μεγαλύτερη είναι και η ένταση του μαγνητικού πεδίου. </li></ul><ul><li>Η μορφή αυτή του μαγνητισμού ονομάζεται ηλεκτρομαγνητισμός . </li></ul>
  5. 6. <ul><li>Σε μια ηλεκτρική συσκευή που είναι στην πρίζα, υπάρχει πάντοτε ένα ηλεκτρικό πεδίο, ακόμα κι αν δεν υπάρχει ροή ηλεκτρικού ρεύματος, δηλαδή ακόμα και όταν η συσκευή δεν βρίσκεται σε λειτουργία, αλλά παραμένει συνδεδεμένη στην πρίζα. Όταν η συσκευή τεθεί σε λειτουργία, δημιουργείται μαγνητικό πεδίο, η ένταση του οποίου ποικίλει και εξαρτάται από την κατανάλωση (ηλεκτρικής) ενέργειας. Το ηλεκτρικό πεδίο παραμένει σταθερό. </li></ul>
  6. 7. ΕΠΑΓΩΓΗ <ul><li>Ενώ ο ηλεκτρισμός μπορεί να δημιουργήσει ένα μαγνητικό πεδίο, μπορεί επίσης να συμβεί και το αντίθετο. Ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρισμό. </li></ul>
  7. 8. ΕΠΑΓΩΓΗ
  8. 9. ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ <ul><li>Όταν το χάλκινο σύρμα διέρχεται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου, τα ηλεκτρόνια ρέουν προς μια κατεύθυνση. Αυτό ονομάζεται συνεχές ρεύμα. </li></ul><ul><li>Αν το σύρμα κουλουριαστεί και κατόπιν περιστραφεί στο μαγνητικό πεδίο τα ηλεκτρόνια θα ρέουν πρώτα προς την μια κατεύθυνση και κατόπιν προς την άλλη. Το παραγόμενο ρεύμα ονομάζεται εναλλασσόμενο ρεύμα. </li></ul><ul><li>Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα δημιουργούνται από το εναλλασσόμενο ρεύμα </li></ul>
  9. 10. ΕΝΑΣ ΚΟΣΜΟΣ ΑΠΟ ΚΥΜΑΤΑ <ul><li>Περίπου το 0,01% της συνολικής ενέργειας του Σύμπαντος εμφανίζεται με την μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, είμαστε δηλαδή μέσα σε ένα κόσμο (ηλεκτρομαγνητικών) κυμάτων. Για παράδειγμα οι τηλεπικοινωνίες και η Ιατρική χρησιμοποιούν κάποια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.  Επίσης η ζωή όλων των οργανισμών στην Γη εξαρτάται από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που έρχεται από τον Ήλιο. Η καθημερινή μας ζωή &quot;κατακλύζεται&quot; από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία: ζεσταίνουμε το φαϊ στον φούρνο μικροκυμάτων, τα αεροπλάνα πετούν με την καθοδήγηση ραντάρ, οι τηλεοράσεις λαμβάνουν τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που εκπέμπουν οι διάφοροι τηλεοπτικοί σταθμοί κ.λ.π. </li></ul>
  10. 11. Τι είναι και πως παράγεται το ηλεκτρομαγνητικό κύμα; <ul><li>Ας θεωρήσουμε μια κεραία, δηλαδή ένα συρμάτινο αγωγό, η οποία τροφοδοτείται από εναλλασσόμενη τάση V. Η κεραία διαρρέεται από εναλλασσόμενο ρεύμα και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μέσα σε αυτήν εκτελούν αρμονική ταλάντωση. Γύρω από την κεραία δημιουργείται ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό πεδίο. Τα δυο αυτά πεδία μεταβάλλονται ημιτονοειδώς με το χρόνο και αυτή η μεταβολή μεταδίδεται, απομακρυνόμενη από την κεραία, κατά μήκος της ευθείας χχ', που αποτελεί την διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Η διάδοση αυτής της διαταραχής ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό κύμα . </li></ul><ul><li>  </li></ul>
  11. 12. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ <ul><li>Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δε χρειάζεται κάποιο ελαστικό μέσο για να διαδοθεί. Διαδίδεται ακόμα και στο κενό και μάλιστα με ταχύτητα ίση με τη ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο κενό. </li></ul><ul><li>  Όπως είπαμε και πριν το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο μεταβάλλονται ημιτονοειδώς, δηλαδή αλλάζουν το πλάτος τους και την κατεύθυνσή τους κάθε δευτερόλεπτο. Αυτός ο ρυθμός μεταβολής ονομάζεται συχνότητα f, και τον μετράμε σε Hertz . </li></ul><ul><li>Η απόσταση μεταξύ δυο διαδοχικών μεγίστων ή ελαχίστων ονομάζεται μήκος κύματος. </li></ul>Ο ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΕΚΚΙΝΟΥΝ ΑΠΟ ΜΙΑ ΠΗΓΗ ΚΑΘΕ ΔΕΥΤΕΡΟΛΕΠΤΟ ΕΙΝΑΙ Η ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ πλάτος ΚΑΛΥΤΕΡΑ..
  12. 14. Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα <ul><li>Το σύνολο των συχνοτήτων που περιέχονται στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό φάσμα . </li></ul>
  13. 15. <ul><li>ΓΙΑ ΣΗΜΑΤΑ ΡΑΔΙΟΦΩΝΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΟΡΑΣΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΤΑΙ ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΤΗΣ ΟΠΟΙΑΣ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΦΕΡΕΙ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟ ΡΕΥΜΑ. </li></ul><ul><li>ΑΥΤΗ ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΝΕΙ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΤΗΝ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ. </li></ul><ul><li>ΜΙΑ ΚΕΡΑΙΑ ΛΗΨΕΩΣ ΤΑ ΠΡΟΣΛΑΜΒΑΝΕΙ. ΈΝΑ ΑΣΘΕΝΕΣΤΕΡΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΡΕΥΜΑ, ΌΠΩΣ ΑΥΤΌ ΠΟΥ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΕΤΑΙ ΕΞ ΕΠΑΓΩΓΗΣ ΣΤΗΝ ΚΕΡΑΙΑ ΛΗΨΕΩΣ </li></ul>
  14. 16. ΠΩΣ ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ Η ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑ ΜΕ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ;; <ul><li>Για να στείλουν οι άνθρωποι μηνύματα με τα ραδιοκύματα επεμβαίνουν σε αυτά. </li></ul><ul><li>Η αλλαγή των κυμάτων κατά τρόπο ώστε να μεταφέρουν μηνύματα, είναι γνωστή ως διαμόρφωση . </li></ul>
  15. 17. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ <ul><li>Ως βάση μεταφοράς των πληροφοριών χρησιμοποιείται το λεγόμενο &quot;φέρον&quot; κύμα (φορέας). </li></ul><ul><li>Αυτό το κύμα διαμορφώνεται, δηλαδή εφοδιάζεται με ένα &quot;χαρακτηριστικό σήμα&quot;, διαφορετικό για κάθε πομπό, που &quot;επικάθεται&quot; κατά κάποιο τρόπο πάνω στο &quot;φέρον κύμα&quot; και το κάνει να διαφέρει από οποιαδήποτε άλλη κυματομορφή που εκπέμπεται στην ίδια περιοχή και που θα μπορούσε να προκαλέσει σύγχυση στο δέκτη. </li></ul><ul><li>Το σήμα της πηγής που εκπέμπεται (και συνεπώς οι πληροφορίες που πρόκειται να μεταφερθούν), ύστερα από ενίσχυση χρησιμοποιούνται στη διαμόρφωση του &quot;φέροντος κύματος&quot; και μετά από μια επιπλέον ενίσχυση τροφοδοτείται η κεραία εκπομπής. </li></ul><ul><li>Στο δέκτη, η διαδικασία γίνεται αντίστροφα. Εκεί δηλαδή ξεχωρίζεται το &quot;φέρον κύμα&quot; από το σήμα της πηγής (αποδιαμόρφωση), ενισχύεται αυτό το σήμα ξεχωριστά και τροφοδοτεί το μεγάφωνο λήψης. </li></ul>
  16. 18. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΦΕΡΟΝ ΚΥΜΑ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗΚΥΜΑΤΟΣ ΔΙΑΜΟΡΦΩΜΕΝΟ ΚΥΜΑ
  17. 19. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ
  18. 20. ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ <ul><li>Τα ποιο σημαντικά είδη διαμόρφωσης είναι 2: η διαμόρφωση πλάτους (ΑΜ) και η διαμόρφωση συχνότητας (FΜ). Αν υποτεθεί ότι το &quot;φέρον κύμα&quot; (φορέας) είναι μια σταθερή ημιτονοειδής κυματομορφή, κατά τη διαμόρφωση πλάτους συμβαίνουν τα εξής: </li></ul><ul><li>Το σήμα εκπομπής, κατάλληλα ενισχυμένο, αλλάζει το &quot;πλάτος&quot; του φέροντος ημιτονοειδούς κύματος, σύμφωνα με το στιγμιαίο μέγεθος αυτού του σήματος. Έτσι η διαμορφωμένη εκπομπή είναι μια σειρά αυξομειώσεων του πλάτους της κυματομορφής και αυτές οι αυξομειώσεις είναι ανάλογες με το μέγεθος του σήματος της πηγής, συνεπώς μπορούν να &quot;διαβαστούν&quot; και να αποκωδικοποιηθούν. </li></ul><ul><li>Στη διαμόρφωση συχνότητας (FΜ) έχουμε για τον ίδιο λόγο μια σειρά αυξομειώσεων της συχνότητας της κυματομορφής του φορέα και αυτές οι αυξομειώσεις είναι επίσης ανάλογες με το μέγεθος του σήματος της πηγής, συνεπώς μπορούν να διαβαστούν και με κατάλληλη αποδιαμόρφωση να αναπαράγουν ξανά το αρχικό σήμα. Το πλεονέκτημα της διαμόρφωσης συχνότητας είναι η πολύ μικρότερη ευαισθησία της σε εξωτερικό θόρυβο, δηλαδή σε ανεπιθύμητα σήματα παρεμβολής. Αυτό συμβαίνει γιατί ο θόρυβος επηρεάζει το μέγεθος της κυματομορφής μιας εκπομπής, όχι όμως και τις αυξομειώσεις συχνότητας που μεταφέρουν τις πληροφορίες του σήματος. </li></ul><ul><li>Η διαμόρφωση φάσης ( PM) είναι παρόμοια με την διαμόρφωση συχνότητας. </li></ul>

×