Детектор электромагнитного излучения своими руками схема: Детектор электромагнитного излучения своими руками схема. Самодельный измеритель свч-излучения. Индикатор низкочастотных полей

Содержание

Детектор электромагнитного излучения своими руками схема. Самодельный измеритель свч-излучения. Индикатор низкочастотных полей

Вас достала слишком громкая музыка соседей или просто хотите сделать какой-нибудь интересный электротехнический прибор самостоятельно? Тогда можете попробовать собрать простой и компактный генератор электромагнитных импульсов, который способен выводить из строя электронные устройства поблизости.

Генератор ЭМИ, представляет собой устройство, способное генерировать кратковременное электромагнитное возмущение, которое излучается наружу от своего эпицентра, нарушая при этом работу электронных приборов. Некоторые всплески ЭМИ встречаются в природе, например, в виде электростатического разряда. Также существуют искусственные всплески ЭМИ, к таким можно отнести ядерный электромагнитный импульс.

В данном материале будет показано, как собрать элементарный генератор ЭМИ, используя обычно доступные элементы: паяльник, припой, одноразовый фотоаппарат, \кнопка-переключатель, изолированный толстый медный кабель, проволока с эмалированным покрытием, и сильноточный фиксируемый переключатель. Представленный генератор будет не слишком сильным по мощности, поэтому у него может не получиться вывести из строя серьезную технику, но на простые электроприборы он повлиять в состоянии, поэтому данный проект следует рассматривать как учебный для новичков в электротехнике.

Итак, во-первых, нужно взять одноразовый фотоаппарат, например, Kodak. Далее нужно вскрыть его. Откройте корпус и найдите большой электролитический конденсатор. Делайте это в резиновых диэлектрических перчатках, чтобы не получить удар током при разряде конденсатора. При полной зарядке на нем может быть до 330 В. Проверьте вольтметром напряжение на нем. Если заряд еще имеется, то снимите его, замкнув выводы конденсатора отверткой. Будьте осторожны, при замыкании появится вспышка с характерным хлопком. Разрядив конденсатор, вытащите печатную плату, на которой он установлен, и найдите маленькую кнопку включения/выключения. Отпаяйте ее, а на ее место запаяйте свою кнопку-переключатель.

Припаяйте два изолированных медных кабеля к двум контактам конденсатора. Один конец этого кабеля подключите к сильноточному переключателю. Другой конец оставьте пока свободным.

Теперь нужно намотать нагрузочную катушку. Оберните проволоку с эмаль-покрытием от 7 до 15 раз вокруг круглого объекта диаметром 5 сантиметров. Сформировав катушку, оберните ее клейкой лентой для большей безопасности при ее эксплуатации, но оставьте два выступающих провода для подключения к клеммам. Используйте наждачную бумагу или острое лезвие, чтобы удалить эмалевое покрытие с концов проволоки. Один конец соедините с выводом конденсатора, а другой с сильноточным переключателем.

Теперь можно сказать, что простейший генератор электромагнитных импульсов готов. Чтобы зарядить его, просто подключите батарею к соответствующим контактам на печатной плате с конденсатором. Поднесите к катушке какое-нибудь портативное электронное устройство, которое не жалко, и нажмите переключатель.

Помните, что не стоит удерживать нажатой кнопку заряда при генерации ЭМИ, иначе вы можете повредить цепь.

Подборка схем и конструкций самодельных детекторов жучков для поиска радиозакладок. Обычно, радио подслушивающие схемы радиозакладок работают на частоте в диапазоне 30…500 МГц и имеют очень низкую мощность передатчика около 5 мВт. Порой, жучек работает в в ждущем режиме и активизируются только при появлении шума в контролируемом помещении.

В этой статье рассмотрен детектор жучков схема для поиска подслушивающих устройств. Схема детектора жучков обычно представляет из себя мостовой детектор высокочастотного напряжения, работающий в огромном диапазоне частот.

Детектор жучков. Простая схема детектора напряженности

Это простая схема прекрасно ловит радио-жучков, но только в частотном диапазоне до 500 МГц, что является существенным минусом. Антенна детектора напряженности выполнена из штыря полуметровой длины диаметром не более 5 мм и изолированного снаружи. Далее сигнал детектируется германиевым диодом VD1, и усиливается транзисторами VT1, VT2). Усиленный УПТ сигнал проходит на пороговое устройство (DD1.1) и звуковой генератор выполненный на элементах DD1.2 — DD1.4, который нагружен на пьезоизлучатель. В качестве индуктивности L1 используется низкочастотный дроссель на ферритовом кольце 2000НМ, содержащий 200 витков провода ПЭЛ 0,1.

Еще одно простое самодельное устройство для поиска радиозакладок, приводится на схеме на рисунке чуть выше. Это широкополосный мостовой детектор высоко частотного напряжения, работающий в диапазоне от 1…200 МГц и дает возможность найти «жучки» на расстоянии от 0,5 до 1 м.

Для увеличения чувствительности используется проверенный способ измерения малых переменных напряжений с помощью сбалансированного диодно-резистивного моста.

Диоды VD5, VD6 предназначены для обеспечения термостабилизации работы схемы. Трехуровневые компараторы, выполненные на элементах D1.2…D1.4 и к их выходам подсоединены светодиоды, которые используются в качестве индикатора. В качестве стабилизатора напряжения на 1,4 вольта, используются диоды VD1, VD2. Работать с устройством не очень просто и требуются практические навыки, так как схема может реагировать на некоторую бытовую технику, телевизоры и компьютеры.

Для того, чтоб упростить процесс выявления радиозакладок можно применить сменные антенны разной длины, от которых будет меняться чувствительность схемы

При первом включение прибора, нужно резистором R2 добиться свечения светодиода HL3. Это будет уровень начальной чувствительности относительно фона. Затем если мы приблизим антенну к источнику радиосигнала должны загораться и другие светодиоды в зависимости от уровня амплитуды радиосигнала.

Резистором R9 настраивают пороговый уровень чувствительности компараторов. Питается схема от девяти вольтовой батарейки, до тех пор пока она не разрядится до 6 вольт

Резисторы R2 можно взять СПЗ-36 или другие многооборотные, R9 СПЗ-19а, остальные любые; конденсаторы С1…С4 К10-17;.

Светодиоды можно использовать также любые, но с малым током потребления. Конструкция схемы зависит только от вашего воображения

Во время работы любой радио жучек излучает радиоволны, которые фиксируются антенной детектора и попадают на базу первого транзистора через высокочастотный фильтр, который выполнен на конденсаторах C1, C2 и сопротивление R1.

Отфильтрованный сигнал усиливается биполярным транзистором VT1 и через емкость C5 идет на высокочастотный первый диод. Переменное сопротивление R11 регулирует долю сигнала на диоде поступающего на операционный усилитель DD1.3. Он обладает высоким коэффициент усиления, который задается C9, R13, R17.

Если сигнал от радиозакладок отсутствует на антенне, то уровень сигнала на первом выходе ОУ DD1.3 стремится к нулю. Когда возникнет радиоизлучение усиленный сигнал с этого выхода, попадет на генератор звуковой частоты управляемый напряжением, собранный на элементах DD1.2., DD1.4 микросхемы МС3403P и третьем транзисторе. С выхода генератора импульсы усиливаются вторым транзистором и поступают на динамик.

Детектор жучков на десяти светодиодах

Основой детектора электромагнитного поля слудит микросхема LM3914, которая имеет в своем внутреннем составе десять компараторов и соответственно, столько же выходов для подсоединения светодиодов. Один из выводов каждого компаратора соединен с входом через усилитель сигнала, другой вывод подключен к резистивному делителю в точке соответствующей заданному уровню индикации.

Начало и конец резистивного делителя подключены к выводам 4 и 6. Четвертый подключен к отрицательному полюсу источника, для того чтобы обеспечивать индикацию напряжения с нуля. Шестой подсоединен к выходу опорного напряжения 1,25 вольт. Такое подключение говорит о том, что первый светодиод будет гореть при уровне напряжения 1,25 вольт. Таким образом, шаг между светодиодами будет равен 0,125.

Схема работает в режиме «Точка», то есть определенному уровню напряжения соответствует свечение одногосветодиода. Если же этот контакт подключить к плюсу источника питания, то индикация будет осуществлятся в режиме «Столбик», будет светиться светодиод заданного уровня и все ниже. Изменяя значение R1 можно регулировать чувствительность детектора. В качестве антенны можно взять кусок медной проволоки.

Часто возникает необходимость произвести простейшую проверку исправности передатчика RC, исправен ли он и его антенна, излучает ли передатчик в эфир электромагнитные волны. В этом случае большую помощь окажет простейший индикатор электромагнитного поля. С его помощью можно проверить работу выходного каскада любого передатчика используемого в моделизме в диапазоне от нескольких МГц и до 2,5 ГГц. Им можно так же проверить работу сотового телефона на передачу.

В основе приборчика применён детектор с удвоением напряжения на СВЧ диодах типа КД514 советского производства. Принцип работы понятен из принципиальной схемы. К точке соединения диодов подключается антенна длиной 20…..25 см из проволоки диам. 1…..2 мм. К диодам подключен фильтрующий конденсатор (трубчатый, керамический) емкостью примерно 2200 пкФ. Диоды с конденсатором подпаиваются к клеммам микроамперметра, который является прибором индикации наличия электромагнитного поля. Катод правого по схеме диода подпаивается к клемме «+» , а анод левого по схеме диода подпаивается к клемме «-«. Антенна индикатора может располагаться на расстоянии от нескольких сантиметров (передатчик на 2,4 ГГц или сотовый телефон) до 1 метра,

если передатчик работает в диапазоне 27………40 Мгц. Такие передатчики имеют телескопическую антенну.
Все детали расположены на кусочке текстолита. Фильтрующий конденсатор расположен снизу платки и его на фото не видно.

Принципиальная схема

Фотографии.

Предлагаю рассмотреть простую и легкую в изготовлении схему «детектора жучков» (любого источника электромагнитного поля). Которую я собрал, считаю что ничего сложного он не представляет и доступно даже начинающему радиолюбителю. Легко и просто.

В качестве дросселя L1 и L2 использованы ДПМ-1 на 200мкГн. Кондесатор С1 68 нФ, можно заменить на подстроечный конденсатор. ГД507А — высокочастотный диод с максимальной частой до 900 МГц. Для измерения более высоких частот — необходимо использовать СВЧ-диоды

Индикатор представляет собой панель из фольганированного текстолита размерами 24×5см. Схема не требует именно такого конструктивного решения — возможно использвать антенны «УСЫ» и пр. Размер антенны зависит от длины замеряемой волны.

Измерения проводились мультиметром М300 в режиме милливольтметра. Основное преимущество — широкий диапазон измерении. Начиная с 0 до 5В.

В основном измерения не выходят за 200-300 мВ. На фото произведено измерения БП (от точки доступа Wi-Fi) — напряжение 1,1В. Максимально зафиксированное значение очень большое — 4,5В, магнитное поле достаточно высокое, но из-за низкой частоты поля в 15-20 см от устройства значение близко к 0.

Поиск устройств излучающих высокочастотное излучение к примеру подслушивающих устройств (жучки, микрофоны) достаточно прост. Индикатор легко и уверенно определяет направление с которого идет излучение. Источник обнаруживается с расстояния 3-5м, даже это если обычный сотовый телефон. Увеличение показания прибора говорит о верности направления поиска. Чаще на верхних этажах дома в квартире присутвует электромагнитный «фон». Такая напряженность электромагнитного поля видимо обусловено мощными источниками излучения в радиусе нескольких сотен метров: базы сотовых операторов.

Индикатор не имеет своего усилителя, поэтому результат зависит от того какая конструкция антенны была выбрана. Конденсатор С1 — реактивное сопративление, который «режет» частоты и позволяет настроить индикатор на определенный диапазон. Точная настройка не производилось из-за отсуствия эталлоного генератора частоты, хорошего частометра.

Произведено лужение припоем. Это совсем не обязательно. В принципе после травления платы требуется тщательная промывка и просушка.

В качестве аналога который может быть использован вместо диода D1 ГД507А, рекомендую использовать КД922Б с максимальной частотой 1ГГц. По характеристикам при средних частотах до 400МГц, КД922Б превосходит германиевый аналог в два раза. Также при тестовых иземерниях с радиостанции 150МГц мощностью 5Вт, было получено 4.5В пикового напряжения с ГД507А, а с помощью КД922Б получена мощность в 3 раза выше.

При измерениях более низких частот (27МГц) существенных различий между диодами не наблюдается. Индикатор хорошо подходит для налаживания передающей аппаратуры, высокочастотных генераторов. Индикатор не позволяет определить частоту, искажения или возникающие гармоники передатчика, но думаю ничего не мешает доработать схему, усилить сигнал — подключить приемник и осциллограф.

ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Прежде чем браться за сборку жучка-передатчика, кроме естественно мультиметра, нужно иметь специальный индикатор излучаемого им электромагнитного поля. И желательно собирать широкополосную схему, способную без переделки реагировать на частоты от FM до GSM. Именно такой детектор мы и будем делать. Схема этого индикатора поля представляет собой усилитель постоянного тока на операционном усилителе с каскадом УВЧ и ВЧ детектором. На входе УВЧ установлен фильтр высоких частот L1, C2, L2, C3, который обрезает сигналы с частотой ниже 10 МГц, в противном случае, прибор начинает реагировать на фон электропроводки и другие помехи. Усилитель ВЧ выполнен по схеме с общим эмиттером, режим выставляется резистором R1 так, что бы на коллекторе VТ1 было напряжение равное половине питающего.

Через конденсатор С4 сигнал поступает на диодный детектор VD1, здесь необходимо применять СВЧ германиевый диод ГД402, ГД507, нельзя применять диод Д9, максимальная частота которого 40 МГц. Выпрямленный сигнал поступает на вход ОУ через фильтр L3,L4,С6,С7, которые препятствуют попадания на вход ОУ ВЧ составляющей. Операционный усилитель работает от однополярного питания, поэтому для его нормальной работы, при помощи делителя на R4; R5 создана искусственная “средняя точка”. Усиление микросхемы определяется отношением R6/R8 при малых сигналах на входе. При увеличении напряжения на выводе 6 микросхемы до 0,6 вольт происходит открывание диода VD2 и в цепь обратной связи усилителя подключается резистор R7, что уменьшает усиление и делает шкалу прибора линейной.

В качестве ОУ можно применить 140УД12 или 140УД6. В случае использования УД6 резистор R9 из схемы необходимо удалить. Резистором R10 осуществляется установка шкалы прибора на 0. VT1 — СВЧ транзистор, например КТ399. Катушка L1 — 8 витков, провода 0,5 на оправке 5 мм., L2 — 6 витков того же провода. Дросселя L3, L4 по 50 — 100 мкГн.

Следующая схема представляет собой доработанную конструкцию, применение дополнительного ОУ позволило исключить резисторный делитель напряжения и улучшить характеристики прибора. Схема очень простая и не должна вызвать трудностей в изготовлении и настройки.

Данная конструкция способна засечь:

Радиомикрофон V пит=3 В. F=93 МГц — 4 метра.
Радиомикрофон, одно транзисторный, Vпит=3 В. F=420 МГц — 3 метра.
Радио микрофон Vпит=3 В. F=860 МГц — 80 см.
Китайская телекамера Vпит=9В. F=1200 МГц. — 4 метра.
Мобильный телефон, во время передачи — до 7 метров.

Советую делать данное изделие по тому варианту, что с 2-мя микросхемами. Работает хорошо. Микросхемы применял К140уд6. Вот файл с печаткой в приложении.

Проверял на сотовый телефон, отходил от детектора на 5 метров ловил его, дальше не вижу стрелку. В общем у данного изделия чувствительность действительно высокая. Сборка и испытание устройства — samodelkin121.

Форум

Форум по обсуждению материала ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Индикатор электромагнитных полей своими руками. Самодельный измеритель свч-излучения

Настроение сейчас —

Индикатор напряженности поля может потребоваться при налаживании радиостанции или передатчика, если нужно определить уровень радиосмога и найти его источник или при поиске и обнаружении скрытых передатчиков («шпионских радиомикрофонов»). Можно обойтись без осциллографа, даже можно обойтись без тестера, но без индикатора ВЧ поля, никогда! При кажущейся простоте — это прибор, который обладает исключительной надежностью и работает безотказно в любых условиях. Самое прекрасное, что настраивать его практически не надо (если выбраны те компоненты, которые указаны в схеме) и ему не требуется никакого внешнего питания.

схему можно сделать еще проще — и все равно будет прекрасно работать…

Как работает схема?
Сигнал с передатчика с антенны W1, через конденсатор С1 поступает на диодный детектор на VD1 и VD2, построенный по схеме удвоения напряжения. В результате на выходе детектора (правый конец диода VD2) формируется постоянное напряжение, пропорциональное интенсивности сигнала, поступающего на антенну W1. Конденсатор С2 является накопительным (если бы мы говорили о блоке питания, про него сказали «сглаживает пульсации»).

Далее продетектированное напряжение поступает либо на индикатор на светодиоде VD3, либо на амперметр, либо на вольтметр. Перемычка J1 нужна для того, чтобы было возможно отключать светодиод VD3 во время проведения измерений по приборам (он, естественно вносит сильные искажения, причем нелинейные), но в большинстве случае его можно и не отключать (если измерения носят относительный характер, а не абсолютный)
Конструкция.
От конструкции зависит очень много, прежде всего необходимо решить как вы будете использовать данный индикатор: как пробник, или как измеритель интенсивности электромагнитного поля. Если как пробник, то можно ограничится только установкой светодиода VD3. Тогда при поднесении данного индикатора к антенне передатчика он будет гореть, чем ближе к антенне, тем сильнее. Такой вариант я очень рекомендую сделать все, чтобы иметь в кармане, для «полевых испытаний аппаратуры» — элементарно просто поднести его к антенне передатчика или радиостанции, чтобы убедиться, что ВЧ часть работает.
Если необходимо измерять интенсивность (т.е. давать численные значения – это необходимо будет при настройке ВЧ-модуля), необходимо будет ставить либо вольметр, либо амперметр. На фотографиях ниже представлен гибридный вариант.

Что касается деталей, то особых требований нет. Конденсаторы самые обычные, можно SMD, можно обычные в выводных корпусах. Но, хочу предупредить схема очень чувствительна к типам диодов. С некоторыми может вообще не работать. На схеме представлены те типы диодов, с которыми она гарантированно работает. Причем лучший результат дали старые германиевые диоды Д311. При их использовании схема работает до 1 гГц (проверено!), во всяком случае какое-то напряжение на выходе разглядеть можно. Если сразу не заработало – ОБЯЗАТЕЛЬНО попробуйте другую пару диодов (как одного типа, так и разных), т.к. часто результат работы меняется в зависимости от экземпляра.
Приборы амперметр на ток до 100 мкА или вольтметр до 1 В, можно до 2-3 В.

Налаживание.
Налаживание, в принципе не требуется, все должно работать. Цель налаживания проверка работоспособности – увидеть отклонение стрелки прибора, или зажигания светодиода. Но, все-таки, я бы рекомендовал попробовать даже нормально работающий индикатор в разными типам диодов, имеющихся в наличии – может существенно увеличиться чувствительность. В любом случае надо добиваться максимального отклонения стрелки прибора
Если у вас еще не собран передатчик или у вас просто нет доступа к чему-то работающему и дающему хорошее ВЧ-поле (например, ВЧ генератора, типа Г4-116) то, чтобы проверить работу пробника можно съездить в Останкино (метро «ВДНХ») или на Шаболовскую (метро «Шаболовская»). В Останкино этот индикатор работает даже в троллейбусе, когда проезжаешь мимо башни. На Шаболовской, надо подойти почти вплотную к самой башне. Иногда источником мощных ВЧ полей служит бытовая аппаратура, если антенну пробника расположить около сетевого провода мощной нагрузки (например, утюга или чайника), то путем периодического включения-выключения можно тоже добиться отклонения стрелки прибора. Если у кого-то есть радиостанция, то для проверки работы она вполне подойдет тоже (надо его поднести к антенне, пока радиостанция находится в режиме передачи). В качестве другого варианта можно – можно использовать сигнал к кварцевого генератора от какой-либо бытовой аппаратуры (например, видеоигры, компьютера, видеомагнитофона) – для этого надо «внутри этой аппаратуры» найти кварцевый резонатор на частоту от 0.5 мГц до 70 мГц и просто прикоснуться антенной W1 к одному из его выводов (либо поднести к одному из выводов).
Столь подробное описание проверки работы пробника носит только одну цель – до постройки ВЧ модуля передатчика надо быть на 100% уверенным, что ВЧ индикатор работоспособен! ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО! Пока не убедитесь, что ВЧ индикатор работает приниматься за постройку передатчика бесполезно.
Так это может выглядеть (видно, что горит VD3, естественно J1 подключена и подключен вольтметр на диапазон 2.5 В):

Перспективы и использование.
Для налаживания передатчика вместо жесткой антенны можно использовать гибкий, многожильный. При этом можно либо просто припаивать его к измеряемым точкам схемы, либо если другим проводом массу индикатора (точку соединения VD1, С2, VD3) соединить с массой налаживаемой ВЧ системы просто подносить этот гибкий антенный провод к тестовой точке или контуру (не припаивая). Если на контуре нет экрана – иногда бывает достаточно просто поднести антенный провод индикатора к катушке контура. В данном случае все зависит от интенсивности ВЧ напряжения в измеряемой системе.
Вместо амперметра или вольтметра можно попробовать подключить наушники – тогда можно будет услышать сигнал передатчика, так например, рекомендуется делать в книге Борисова «Юный радиолюбитель».
Этот же пробник (если подключен вольтметр), зная частоту на которой работает ВЧ система может помочь довольно точно измерить мощность сигнала. При этом надо снять показания прибора на минимально возможном расстоянии от антенны, затем чуть дальше (измерив это расстояние линейкой), затем подставив в формулу (ее надо поискать в справочниках — на память я не помню) получить значение в dB. Естественно, то желательно данную операцию провести, например, с радиостанцией мощность которой известна, и только потом измерять мощность неизвестно источника. Конечно надо учитывать, что частоты эталонной радиостанции и вашего источника одни и те же, т.к. хоть в нашем случае в описанном пробнике нет входного контура он все же обладает частотоизбирающими свойствами за счет конструкции (длина антенны, емкости монтажа и т.д.)

Схема простого индикатора поля , основой которого является дешёвая распространённая микросхема ОУ LM358, имеет 2 уровня индикации на светодиодах. Для увеличения — клик на картинку.

На чувствительность схемы влияют, прежде всего, антенна и диоды VD1, VD2. Подойдут такие диоды: «ГИ401А, Б; 1И401А, Б; АИ402, 3И402; 1И403, ГИ403». Так как у меня не было ни одного из перечисленных диодов, пришлось подбирать другие по наивысшей чувствительности. Подошли детекторные германиевые диоды «АА143». Напряжение работы ВЧ индикатора 6-12В. Ток потребления схемы 0,4-1 мА в режиме ожидания. Ток в режиме детекции зависит от потребляемого тока светодиодов и номиналов резисторов R4,R5. Светодиоды пришлось немного подшлифовать для рассеивания света.

Пороги индикации выставляются переменными резисторами R2,R3. Если нет резисторов R2,R3 номиналами как в схеме, то их можно подобрать таким способом: Если R2,R3~1к, то R1~30к; R2,R3~5к, то R1~150к; R2,R3~10к, то R1~300к и так далее соблюдая соотношение.

Настраивать R2,R3 нужно после полной пайки всех компонентов (включая антенну), отчистки платы от флюса (в моем случае канифоль) и прочих загрязнений, так как ОУ очень чувствителен к таким факторам. Индикатор ВЧ поля реагирует на излучение мобильных телефонов (GSM, GPRS, EDGE, 3G, WiFi), радиопередатчиков, импульсных БП, экрана телевизора, ЛДС. Если применить терминологию металлоискателей, то устройство похоже на «пинпоинтер», только для электромагнитного излучения. Для наглядности работы устройства, фото с включенным радиопередатчиком:

Есть излучение

Мощное излучение

От конденсатора С5 (от кружка) идет перемычка на минус питания схемы.

Принципиальная схема

Фотографии.

Обычный школьный компас чутко реагирует на магнитное поле. Достаточно, скажем, пронести перед его стрелкой намагниченный конец отвертки, как стрелка отклонится. Но, к сожалению, после этого стрелка будет некоторое время по инерции раскачиваться. Поэтому пользоваться таким простейшим прибором для определения намагниченности предметов неудобно. Необходимость же в таком измерительном устройстве возникает нередко.

Собранный из нескольких деталей индикатор оказывается совершенно неинерционным и сравнительно чувствительным, чтобы, к примеру, определить намагниченность лезвия бритвы или часовой отвертки. Кроме того, подобный прибор пригодится в школе для демонстрации явления индукции и самоиндукции.

Каков принцип работы схемы индикатора магнитного поля? Если вблизи катушки, лучше всего со стальным сердечником, пронести постоянный магнит, его силовые линии пересекут витки катушки. На выводах катушки появится ЭДС, величина которой зависит от напряженности магнитного поля и числа витков катушки. Остается усилить снимаемый с выводов катушки сигнал и подать его, например, на лампу накаливания от карманного фонаря.

Датчиком является катушка индуктивности L1, намотанная на железном сердечнике. Она подключена через конденсатор С1 к усилительному каскаду, выполненному на транзисторе VT1. Режим работы каскада задается резисторами R1 и R2. В зависимости от параметров транзистора (статический коэффициент передачи и обратный ток коллектора) оптимальный режим работы устанавливают переменным резистором R1.

Принципиальная схема индикатора магнитного поля

В эмиттерную цепь транзистора первого каскада включен составной транзистор VT2-VT3 из транзисторов разной структуры.

Нагрузкой этого транзистора является сигнальная лампа HL1. Для ограничения максимального коллекторного тока транзистора VT3 в цепи базы транзистора VT2 стоит резистор R3.

Как только вблизи сердечника датчика окажется намагниченный предмет, появившийся на выводах катушки сигнал усилится, и сигнальная лампа на мгновение вспыхнет. Чем больше предмет и сильнее его намагниченность, тем ярче вспышка лампы.

Схема индикатора магнитного поля, вроли датчика лучше всего использовать катушку с сердечником от электромагнитных реле РСМ, РЭС6, РЗС9 или других, сопротивлением обмотки не менее 200 Ом. Учтите, чем больше сопротивление обмотки, тем более чувствительным будет индикатор.

Неплохие результаты получаются с самодельным датчиком. Для него берут отрезок стержня диаметром 8 и длиной 25 мм из феррита 600НН (от магнитной антенны карманных приемников). На длине примерно 16 мм на стержень наматывают внавал 300 витков провода ПЭВ-1 0,25…0,3, размещая их равномерно по всей поверхности. Сопротивление обмотки такого датчика примерно 5 Ом. Чувствительность датчика, необходимая для работы прибора, обеспечивается благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника. Чувствительность зависит также от статического коэффициента передачи тока транзисторов, поэтому желательно использовать транзисторы с возможно большим значением этого параметра. Кроме того, транзистор VT1 должен быть с небольшим обратным током коллектора. Вместо МП103А можно применить КТ315 с любым буквенным индексом, а вместо МП25Б — другие транзисторы серий МП25, МП26, обладающие коэффициентом передачи не менее 40.

Схема индикатора магнитного поля расположение радиокомпонентов. Часть деталей индикатора смонтируйте на плате из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, оргалит) . Монтаж навесной, для подпайки выводов деталей установите на плате шпильки длиной 8…10 мм из толстого (1…1.5 мм) облуженного медного провода. Вместо шпилек можно расклепать на плате пустотелые заклепки либо установить небольшие скобки из жести от консервной банки. Так же поступайте в дальнейшем при изготовлении плат для навесного монтажа. Соединения между шпильками ведите голым луженым монтажным проводом, а в случае пересечения проводников надевайте на один из них отрезок поливинилхлоридной трубки либо кембрика.

Монтажная плата индикатора магнитного поля

После монтажа деталей к плате подпаивают проводниками в изоляции датчик, переменный резистор, сигнальную лампу, выключатель и источник питания. Включив питание, устанавливают движок переменного резистора в такое положение, чтобы нить накала лампы едва светилась. Если же нить сильно раскалена даже при верхнем по схеме положении движка, следует заменить резистор R2 другим, с большим сопротивлением.

Перед сердечником датчика помещают ненадолго небольшой магнит. Лампа должна ярко вспыхнуть. Если же вспышка слабая, это свидетельствует о малом коэффициенте передачи транзистора VT1. Его желательно заменить.

Затем к сердечнику датчика нужно приблизить конец намагниченной отвертки. Намагнитить ее нетрудно несколькими касаниями сравнительно сильного постоянного магнита, например магнита динамической головки мощностью 1 Вт. С намагниченной отверткой яркость вспышки сигнальной лампы будет меньше, чем с постоянным магнитом. Совсем слабой будет вспышка, если вместо отвертки использовать намагниченное лезвие безопасной бритвы.

Во время работы индикатора переменным резистором устанавливайте сначала возможно меньшую яркость свечения лампы, а затем уже подносите к сердечнику датчика испытываемый предмет. При проверке слабо намагниченных предметов яркость сигнальной лампы немного увеличивают, чтобы лучше было заметно ее изменение.

Как уже было сказано, вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе сетевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющимся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля невелика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индикатором — о его устройстве будет рассказано позже.

Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикатором.

Принципиальная схема индикатора переменного магнитного поля

Входная часть индикатора напоминает такую же часть предыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на транзисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление которого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 находится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.

Схема индикатора переменного магнитного поля, работа: как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напряжение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светится лампа.

Схема индикатора настройка. Лампа засветится уже на расстоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35…40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью индикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15…25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50…60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.

По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на боковой стенке.

Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, устанавливают движок подстроечного резистора в такое положение, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 должно быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 миллиамперметр на 5…10 мА, подсоединяют вывод коллектора к резистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резистора R1 устанавливают его равным 1,5…2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва заметному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подносят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 …0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

В процессе работы схемы индикатора напряжение батареи питания будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.

Этот индикатор может найти применение в качестве автоматического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50…60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы включить электромагнитное реле с током срабатывания 20…40 мА при напряжении 3,5…4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяльника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10…20 Вт сопротивлением 200…300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают последовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника немного остывает.

Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому режиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии расходоваться меньше.

Очень часто в самый неподходящий момент теряются важные металлические детали или инструменты. Потерявшаяся где-нибудь в высокой траве отвертка, упавшие за шкаф или в полость пассатижи способны испортить настроение. В такие моменты может выручит простое приспособление — магнитный индикатор со световой и звуковой сигнализацией схему которого мы и рассмотрим.

Способен поймать слабое электромагнитное поле сетевых проводов, по которым протекает переменный ток. Такой прибор нужен для профилактики повреждения сетевых проводов при сверлении отверстий в стене. Собрать его очень легко, а готовые аналоги стоят дорого

Детектор скрытой проводки своими руками, схема изготовления и варианты конструкции. Как сделать детектор лжи в домашних условиях Как создать детектор лжи в домашних условиях

Вокруг нас постоянно находится электромагнитное излучение, но человеческому слуху оно недоступно. Если вы хотите услышать электромагнитное излучение, то можно воспользоваться специальным прибором, который мы изготовим собственными руками.

Для изготовления детектора электромагнитного излучения нам потребуется:
— старый кассетный плеер;
— клей;

Кассетный плеер нужно разобрать и достать оттуда плату из самого корпуса. Рекомендуется ознакомиться с платой не только для саморазвития, но и для того, что бы при сборке и разборке этого девайса не сломать никакие детали. Эта часть очень чувствительна к электромагнитным волнам.

Самая важная деталь на плате – это считывающая головка, она в последующем нам пригодится.

Возле считывающей головки есть два проводка, которые закреплены болтиками. Эти болтики нужно будет открутить. После того, как болтики открутим, должна остаться считывающая головка, которая будет болтаться на шлейфе. С ней нужно быть предельно аккуратно, чтобы ее не оторвать.

Если в плеере нет внешнего динамика, то в специальный разъем присоединяем обычные наушники, которые помогут нам услышать электромагнитные волны.

Теперь мы прислоняем считывающую головку к телевизору. Мы можем услышать электромагнитное излучение. Излучение можно услышать на расстоянии до 40 см, чем дальше мы отходим, тем хуже будет слышен звук. Важно отметить, что сильно излучение нам дает старый телевизор (кубик).

Если присоединить наше устройство к телевизорам нового поколения (жидкокристаллический), то мы тоже услышим помехи, но уже не такие сильные.
Большим удивлением стал тот факт, что даже пульт для телевизора излучает электромагнитное излучение.

Не секрет, что излучение идет и от телефона. При проверке звук был похож на тот, когда вы звоните и у вас включены колонки. Излучение идет абсолютно от любого телефона, даже от самого крутого и навороченного, при этом не обязательно набирать номер, можно залезть в интернет.

Электромагнитное излучение выделяют даже обычные зарядки от телефона и ручка двери.

С помощью обычного плеера можно услышать излучения, которое не слышно ушами и не видно глазами.

В наше время, когда люди всё больше прибегают к использованию лжи в своей речи, возрастает надобность в проверке человека на правдивость его высказываний.

Существует много способов раскрытия лжи при разговоре и даже целые науки, посвящённые мимике человека при воздействии внешних раздражителей со стороны собеседника, но самым эффективным методом выявления обмана считается полиграф, который более известен в народе как «детектор лжи».

Этот прибор находится на вооружении правоохранительных органов уже достаточно длительное время, но для того, чтобы проверить человека необязательно идти в полицию, поскольку соорудить детектор лжи своими руками очень просто, имея нужные материалы и свободное время.

Изобретение можно усовершенствовать, творению можно лишь подражать.
Мария фон Эбнер-Эшенбах

Процессы, происходящие внутри и снаружи человека при опросе

Когда человек что-либо недоговаривает или врёт, у него наблюдаются заметные изменения в настроении, возрастает потоотделение на ладонях, происходит частое и неконтролируемое глотание слюны, уменьшается сопротивление кожи и организм переживает своеобразный стресс.

Полиграф такой сборки для определения изменений в организме будет использовать принцип уменьшения сопротивления кожи проверяемого.

Необходимые материалы при сборке

Для того, чтобы сконструировать простейший детектор лжи своими руками , вам потребуется:

Два электрода;
Миллиамперметр с диапазоном измерения 0 — 1 мА;
Транзистор VT1 2n3565;
Три резистора с сопротивлением 1,5; 5 и 33 кОм;
Один конденсатор 1 мф/16 В;
Два источника питания с напряжением 4,5 В.

Принципиальную схему подключений см. ниже.

Сборка и подготовка к работе

Вам всего лишь нужно соединить приготовленные заранее компоненты детектора, следуя предложенной схеме.

После сборки и перед началом работы вам нужно прикрепить электроды к пальцам или запястью руки примерно на расстоянии 2–3 см друг от друга и отвести стрелку миллиамперметра до нуля, используя резистор R2.

После всех приготовлений полиграф готов к использованию!

При отклонении стрелки прибора с нулевой отметки во время опроса, вы можете быть на 70–80% уверенным, что испытуемый даёт неправдивые ответы на вопросы.

Точность показаний и другие вариации прибора

Выше указанная схема достаточно проста и нетребовательна в сборке, но для получения достоверных показаний потребуются полиграфы посложнее, которые будут следить за всеми процессами в организме человека и будут давать точные результаты, в то время как эта схема может зачастую показывать неверные сведения, поскольку человек может попросту волноваться, а прибор сочтёт эти показания за неправду.

Послесловие

Помимо этого домашнего детектора лжи, раскрывающего обман благодаря изменению сопротивления кожи при опросе на 3–5%, существует огромное количество других вариаций одного и того же прибора.

Все они используют разные принципы:

одни следят за давлением крови испытуемого,
другие срабатывают при изменении влажности ладони при опросе.

Но у них у всех одна задача – проверка человека на правдивость и выявление лжи.

Проверить правдивость предоставленных субъектом сведений, можно многими способами (анализ собранных фактов, психологическое тестирование). Также существует специальный прибор, который называется полиграф или детектор лжи. Собрать подобного рода приборчик в домашних условиях сложно, а вот сделать прикольную игрушку для розыгрыша друзей в весёлой компании, вполне реально.

Простой полиграф (детектор лжи) схема:

Для того что бы узнать правду от человека, не обязательно колоть в него психотропные препараты или пытать засовывая иголки под ногти, нужно применять более гуманный способы.

Прежде чем начать свои эксперименты по определению правды, вы должны понимать, что детектор лжи или полиграф, не показывает говорит человек правду или ложь. Полиграф лишь указывает на изменение психофизиологического состояния – что в свою очередь может указывать на наличие стрессового состояния возникаемого при вранье. Дело в том, что когда человек врёт — он, как правило, нервничает. А стресс приводит к изменению общего состояния организма человека, к примеру начинают потеть ладони, дёргаться веки или расширятся зрачки.

Принцип действия детектора лжи (схема которого приведена ниже) основан на том, что когда человек врёт, у него как правило, потеют ладони.

Рисунок№1 – Схема простого детектора лжи

R1 – 47 КОм

R2 – 47 КОм (Построечный прецизионный)

R4 – 10 КОм

R5, R6 – 1 МОм

VT1, VT2, VT3 – 3102 (n-p-n)

VD1, VD2 – Зелёный и красный светодиоды

Схема детектора лжи весьма простая и дешевая, использованы доступные элементы. В качестве датчиков можно использовать любые токопроводящие поверхности. Можно в качестве датчика применить кусочки фольги, метала, или припаять проводки к обыкновенным железным монетам. Я не сильно старался проверять работоспособность схемы, и потому собрал детекор лжи поверхностным монтажом, а в качестве электродов использовал простую фольгу от конфет.

Рисунок №2 – Мой вариант устройства

Питать схему можно от батарейки типа крона(9В) или любого стабильного блока питания. Резисторы R5, R6 это делитель напряжения, и благодаря ему, напряжение на датчиках в момент включения составляет половину напряжения питания (около 4.5 В).

Схема детектора лжи работает очень просто, напряжение в точке между R5 и R6 меняется в зависимости от того, менше ли сопротивление кожи чем сопротивление резистора R6, или равно ему. Напряжение в этой точке падает, если падает сопротивление кожи (потеют ладони). Конденсатор С1 выступает в качестве фильтра низких частот (уберает низкочастотную помеху, и наводки от тела человека). На транзисторах VT2, VT3 собран буферный каскад работающий в режиме эммитерного повторителя. VT1, VT2 – это компаратор напряжения, и если напряжение на базе транзистора VT1 выше чем на VT2 то загарается зелёный светодиод (значит человек говорит правду), ну а если на оборот – то человек лжет и горит красный светодиод.

Настроить схему достаточно просто. Возмите оба електрода в ладони и вращая ручку подстроечного резистора R2 добейтесь того, что бы погас красный свтодиод а зелёный загорелся.

Рисунок №3 – Как держать электроды в руках

После чего намочите слегка ладони и снова возьмите в руки датчики. Должен загореться красный светодиод (это состояние соответствует тому моменту, когда человек лжёт)

Как правило, когда человек врёт, то он испытывает стресс на подсознательном уровне (нервничает) у него начинается выделение пота (потеют ладони). Сопротивление сухой кожи составляет около одного мегаома. Сопротивление влажной кожи (вспотевших ладоней) уменьшается примерно в десять раз, и это приводит к падению напряжения на базе транзистора VT2 и красный светодиод сигнализирует о вранье.

Приведённая схема (полиграф) детектор лжи, всего лишь обыкновенная игрушка, результатам которой, особо доверять не стоит.

Надеемся вы хорошо проведёте время разыгрывая своих друзей, таким вот простеньким детектором лжи. Но предупреждаем сразу, распознать враньё достаточно сложно, этим занимаются специально обученные люди, потому не стоит доверять показаниям сомнительного прибора, а верьте себе и своим родным и близким! А так же не забывайте посещать

Еще в 19 веке, ученные доказали, что обман и отрицание вины, вызывают ряд физиологических изменений в состоянии человека. Первым что заметили ученные, было повышенное давление, пото выделения на коже, сухость во рту, тяжелые вдохи и выдохи. На базе этих явлений ученые, психологи и физиологи разрабатывали полиграф. Нынешние детекторы лжи позволяют определить, правду ли ответил человек более чем в 90% случаев.

В состав полиграфа входят несколько приборов измерения, с подключенными к ним регистрирующими устройствами:

датчик на эластичном браслете, который закреплен выше локтя, и дает показания о, изменение пульса и давления
датчик, который размещенный на одном уровне с грудной клеткой, для передачи на бумагу ритма дыхания
2 датчика, будут размещены на кистях для фиксирования изменений сопротивления кожи испытуемого.

Тестирование проходит следующим образом: человеку задается ряд вопросов, дать ответы, на них он должен да или нет. Для начала задают легкие вопросы, не относящиеся к случившемуся, для того чтобы увидеть какая нормальная реакция у человека, затем задаются вопросы которые имеют отношение непосредственно с происшествием. И сразу же наблюдается отклонение от нормы. Это изображено на рисунке 1.

Для более точной проверки испытуемого, существует метод с любыми картами. Тестируемому, демонстрируют 10 карт, из которых он должен запомнить лишь одну. Далее их перетасовывают, и он должен ответить десять раз «нет». Получается, что один раз он все, таки соврет. Этот ответ будет зафиксирован и, использоваться в дальнейшем опросе.

В США более двадцати национальных учреждений (сюда же относится полиция, FBI,) с 1965 года располагала более чем 500 детекторами лжи. Большинство частных учреждений, таких как допустим, банк регулярно проверяют своих работников на полиграфе. Компании, которые изготовляют детекторы лжи, ведут курсы обучения подчинённых, которые в дальнейшем работают с детектором лжи.

Как сделать детектор лжи в домашних условиях

Если вы решили попробовать себя в роли полиграфолога, однако пока покупать детектор лжи за несколько тысяч долларов у вас нет желания. Вы можете приобрести его у нас, наша компания занимается продажей не только новых но и б/у полирафов по цене в несколько раз дешевле новых. Так же, можно попробовать создать его в домашних условиях. Однако необходимы базовые знания радиоэлектроники.

На рисунке 2, изображена упрощенная схема электрическая принципиальная. Однако она имеет высокую чувствительность, что означает, при слабом волнении испытуемого стрелка прибора отклониться.

На 3 рисунке, показаны два электрода, они выглядят как две петли, и крепятся на запястье или руку. При закреплении на кисти будет обеспечена значительная чувствительность, но будут присутствовать так же помехи.

Чувствительность детектора лжи показанного на рисунке 2, меняется резистором R1. К зажимам на выходе можно подсоединить самописец. Все резисторы, которые есть в схеме, служат лишь для защиты транзисторов от перегрузок. В конце вы получите хороший прибор, с которым можно ставить очень забавные эксперименты.

Полиграф своими руками, схема вторая

Принцип работы этой схемы таков, устройство усиливает инфра низкие частоты, коэффициент усиления 399-1199. Что именно будет делать устройство, зависит от типа выходного контроллера, который будет фиксировать сигнал на выходе. Мы же с вами будем использовать его как «детектор лжи».

Как было описано выше, мыслительные процессы согласованны с физиологическими изменениями состояния. Когда человек волнуется, учащается сердцебиение, заметно изменяется частота вдохов и выдохов. Очень четко можно зарегистрировать, как изменяется сопротивление кожи испытуемого, после нескольких вопросов, о том, что он хотел скрыть, сопротивление меняется на 3-5 %. Для этого нам необходимы два датчика, которые будут одеты на пальцы одной руки тестируемого. Это показано на 2 рисунке.

После того как закрепили мы датчики на пальцах, и включили устройство необходимо ожидать около 10 секунд, чтобы закончились переходные процессы. Тестируемый должен положить руки удобно ему, и не двигать нею. Далее задаем вопросы испытующему, задавать и необходимо не быстро, делать перерыв до 4 секунд, и после того как погасли свето-индикаторы. В некоторых случая светодиоды вспыхивают после каждого вопроса, то символизирует о волнении человека. Нужно дать ему время, чтобы он успокоился. Как пример пробных вопросов, можно использовать выше описанный метод с картами. На рисунке три показана односторонняя печатная плата, детектора лжи сделанного в домашних условия. В состав прибора входят радиоэлементы:

питание от кроны;
конденсаторы C1, C5, C6 керамические, а остальные K50-6;
транзистор КТ315; и ЕТ361;
резисторы СП3-1Б;
два светодиода АЛ307.

Детектор скрытой проводки своими руками

Зачастую мы сталкиваемся в своей жизни с такой проблемой, как скрытая электропроводка в квартире. Вам понадобилось проделать отверстие в стене, чтобы повесить зеркало, часы или полку, и в этот момент произошла неприятность – в стене все начало искрить, и свет в помещении погас. В чем же дело? Дело в том, что при сверлении вы задели провод, который идет под стеной к лампе. И теперь придется чинить испорченный провод. А этого можно было легко избежать, используя специальный детектор скрытой электропроводки. Покупать такой прибор в магазине не обязательно, потому что его можно сделать своими руками дома из подручных средств. Рассмотрим далее, как можно сделать детектор скрытой проводки своими руками.

Способы, с помощью которых можно узнать, где именно проходит электропроводка в квартире

Есть несколько способов, благодаря которым можно легко распознать скрытую электропроводку. Например:

если есть такая возможность, заглянуть в техническую документацию вашей квартиры, в которой должна быть схема разводки электрики
можно предугадать схему прокладки проводки, обратив внимание на расположение распределительной коробки, а также на то, каким образом от нее идут провода к розеткам и выключателям. В случае, когда проводка делалась опытным и грамотным электриком, прокладка кабелей происходит под прямым углом, потому что так заложено в стандартах
очень хорошо, если вы сами делали ремонт в квартире, и разводкой электричества занимались тоже сами, поскольку необходимости в детекторе у вас не будет

Но бывает, что проводку проводил неквалифицированный мастер, который ради экономии метров провода разводил их по коротким путям. В таком случае, конечно же, не обойтись без специальных средств для поиска скрытой проводки.

В магазине можно найти различного рода поисковики для проводов. Обычно их называют детекторами скрытой проводки. Искатели бывают двух типов:

низкий класс поиска – они, как правило, настроены на источник электромагнитного излучения, то есть на провода, которые находятся под напряжением
высокий класс поиска – они наиболее точные и могут найти провода, которые не снабжены на момент поиска электричеством, то есть они настроены просто на выявление самого провода

Прибор низкого класса обычно стоит гораздо дешевле. Поэтому, чтобы вообще сильно не тратиться на покупку таких приборов, можно сделать детектор своими руками. Для домашнего использования его вам будет вполне достаточно.

Схема устройства и материалы для изготовления искателя

Мы предлагаем вам к рассмотрению самую простую схему сборки устройства поиска скрытой проводки. Для того чтобы самостоятельно собрать простой детектор скрытой электропроводки, вам потребуются детали, которые вы без проблем сможете найти среди своего домашнего арсенала, или за копейки приобрести в магазине радиотехники. Перечислим вам все необходимые материалы:

микросхема К561ЛА7
батарейка «Крона» на 9 В
резистор мощностью 1 МОм
пищалка (пьезоизлучатель или звуковой/световой датчик)
медный стержень (или проволока одножильная) длиной от 5 до 10 см
кусок картона
иголка (для прокалывания отверстий)
паяльник (мощностью не больше 25 Ватт)
короб или деревянная линейка

Рассмотрим подробнее все эти материалы, а также механизм сборки такого устройства. Основной элемент здесь – это советская микросхема. Она чувствительна к электромагнитному и статическому полю, которое исходит от проводников электрической энергии или каких-либо электронных устройств. От повышенного электростатического поля схема будет защищена резистором. Чувствительность самого прибора определит длина антенны. В качестве антенны мы используем одножильный медный провод, длина которого не должна превышать 10 см. Если длина будет больше, то существует вероятность так называемого самовозбуждения микросхемы, в результате чего прибор будет неточно указывать нам впоследствии на наличие провода в том или ином месте.

Есть один нюанс, который следует учесть. При подборе длины антенны детектора, нужно всегда проверять, чтобы она реагировала только на электрический кабель. То есть необходимо постоянно подносить искатель к предметам, пока реакция антенны не будет производиться только на электропровод.

В списке материалов вы обнаружили так называемую пищалку, звуковой датчик, или как его профессионально называют – пьезоэлемент. Также можно использовать светодиодный элемент. Этот элемент необходим нам будет для восприятия на слух электромагнитного поля, а светодиодный датчик будет светом указывать на место, где располагается провод. Впоследствии, когда мы будет работать с детектором, при обнаружении им напряжения в проводе, он будет издавать характерный треск. Такую пищалку можно найти в старом тетрисе, тамагочи или часах.

Схема у нас будет питаться от батарейки крона, с напряжением 9 Вольт. Далее займемся навесным монтажом – берем картон, прикладываем к нему микросхему ножками вниз и под каждой ножкой с помощью иголки делаем отверстия, всего их должно получиться 14, по 7 штук с каждой стороны схемы. После мы продеваем все ножки микросхемы через это отверстие и загибаем их. Таким образом, мы надежно закрепили ИМС (интегральная микросхема) на картоне, впоследствии нам будет проще с пайкой проводов.

Далее наступает самый сложный и важный момент – соединение всех элементов

Здесь необходимо использовать паяльник не больше 25 Ватт, иначе схема может перегреться. Приступаем к сборке:

Изначально перед работой, надо подготовить план-схему, на которой вы подробно пропишете все элементы и моменты их соединения. Микросхема, а точнее ее контакты, лучше всего пронумеровать от 1 до 14, начиная слева направо, при условии, что паз торца схемы будет наверху. И далее производим последовательно все соединения:

соединяем батарейку выход «+» с ИМС (интегральная микросхема) к контакту № 14
соединяем батарейку выход «-» с контактом № 7
соединяем резистор с медным стержнем (или проволокой) к контакту схемы № 1 и № 2 параллельно
соединяем пьезоизлучатель (датчик звука или светового индикатора) с контактом № 4 одним проводком напрямую
соединяем пищалку с контактами №3, 5 и 6 вторым проводом

Далее всю получившуюся конструкцию необходимо аккуратно расположить в каком-либо удобном коробе или на деревянной линейке.

Если вы исполнили все рекомендации по сборке, то схема должна заработать сразу. А для того чтобы детектор не работал постоянно, можно подключить тумблер, расположив его между батарейкой и схемой.

Детектор поиска напряжения сети готов. Благодаря всем этим несложным действиям вы, не потратив лишних средств и времени, смогли создать для себя своими руками домашнее устройство для поиска скрытой проводки. Его вы можете использовать теперь всегда, когда соберетесь повесить в своей квартире что-нибудь, или просто захотите поменять электропроводку. Самодельный детектор без проблем поможет вам правильно делать отверстия в стене, чтобы не повредить провода.

НЕОБЫЧНЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Схемы и радиоэлектроника: НЕОБЫЧНЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ, Схемы – читайте на портале Радиосхемы

Шаг 1: датчик Холла

Эффект Холла

часто применяется для измерения магнитных полей. Когда электроны проходят через проводник, помещённый в магнитное поле, их относит в сторону, в результате чего в проводнике появляется поперечная разность потенциалов. Правильно выбрав материал и геометрию полупроводника, можно получить измеряемый сигнал, который затем можно будет усилить и выдать измерение одной компоненты магнитного поля.

Я использую SS49E, поскольку он дешёвый и доступный. Что стоит отметить из его

документации

Питание: 2.7 — 6.5 В, что прекрасно совместимо с 5 В для Arduino.
Нулевой сигнал: 2.25-2.75 В, примерно посередине между 0 и 5 В.
Чувствительность: 1.0-1.75 мВ/Гс, поэтому для получения точных результатов потребуется калибровка.
Выходное напряжение: 1,0 – 4,0 В (при работе от 5 В): диапазон покрывается АЦП Arduino.
Диапазон: минимум ± 650 Гс, обычно +/1 1000 Гс.
Время отклика: 3 мкс, то есть можно проводить измерения с частотой в десятки кГц.
Рабочий ток: 6-10 мА, достаточно немного для батарейки.
Температурная ошибка: 0,1% на градус Цельсия. Вроде немного, однако отклонение на 0,1% даёт ошибку в 3 мТл.

Датчик компактный, 4х3х2 мм, и измеряет компоненту магнитного поля, перпендикулярную его лицевой стороне. Он выдаёт положительное значение для полей, идущих от задней части к передней – к примеру, когда он стоит лицом к южному полюсу магнита. У датчика есть три контакта, +5 В, 0 В и выход – слева направо, если смотреть с лица.

Схема вентилятора

Этот элемент имеет четыре вывода. Два это питание, и два выхода, на которых находиться питание в зависимости от магнитного поля. То есть, уровень питания может находиться только на одном из выводов.

Принципиальная электросхема

Схема предполагает реализацию данного эффекта с как можно наименьшим числом радиоэлементов. Дальнейшие улучшения и исправления лежат уже на вашем усмотрении. Некоторые значения деталей вы можете подобрать для своих потребностей, другие являются постоянными.

Индикатор высокочастотных излучений

Схема индикатора высокочастотных излучений показана на рис. 1. Сигнал с антенны попадает на детектор, выполненный на германиевом диоде. Далее через Г-образный LC-фильтр сигнал поступает на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр. По нему и определяется мощность высокочастотных излучений.

Рис. 1. Схема индикатора высокочастотных излучений.

Феррозондовые (векторные) магнитометры

Одним из видов магнитометров являются феррозонды. Феррозонд был изобретен Фридрихом Фёрстером (Friedrich Förster)

в 1937 году и служит для определения вектора индукции магнитного поля.

Прочитать о моем прототипе феррозондового магнитометра можно здесь.

Конструкция феррозонда

одностержневой феррозонд

Простейший феррозонд состоит из пермаллоевого стержня, на котором размещена катушка возбуждения ((drive coil), питаемая переменным током, и измерительная катушка (detector coil).

Пермаллой — сплав с магнитно-мягкими свойствами, состоящий из железа и 45-82 % никеля. Пермаллой обладает высокой магнитной проницаемостью (максимальная относительная магнитная проницаемость ~100 000) и малой коэрцитивной силой. Популярной маркой пермаллоя для изготовления феррозондов является 80НХС – 80 % никеля + хром и кремний с индукцией насыщения 0,65-0,75 Тл, применяется для сердечников малогабаритных трансформаторов, дросселей и реле, работающих в слабых полях магнитных экранов, для сердечников импульсных трансформаторов, магнитных усилителей и бесконтактных реле, для сердечников магнитных головок.

Зависимость относительной магнитной проницаемости от напряженности поля для некоторых сортов пермаллоя имеет вид –

Если на сердечник накладывается постоянное магнитное поле, то в измерительной катушке появляется напряжение четных гармоник, величина которого служит мерой напряженности постоянного магнитного поля. Это напряжение отфильтровывается и измеряется.

двухстержневой феррозонд

В качестве примера можно привести устройство, описанное в книге Каралиса В.Н. “Электронные схемы в промышленности” –

Прибор предназначен для измерения постоянных магнитных полей в диапазоне 0,001 … 0,5 эрстед.
Обмотки возбуждения датчика L1 и L3 включены встречно. Измерительная обмотка L2 намотана поверх обмоток возбуждения. Обмотки возбуждения питаются током частоты 2 кГц от двухтактного генератора с индуктивной обратной связью. Режим генератора стабилизируется по постоянному току делителем на резисторах R8 и R9.

феррозонд с тороидальным сердечником
Одним из популярных вариантов конструкции феррозондового магнитометра является феррозонд с тороидальным сердечником (ring core fluxgate) –

По сравнению со стержневыми феррозондами такая конструкция имеет меньшие шумы и требует создания намного меньшей магнитодвижущей силы.

Этот датчик представляет собой обмотку возбуждения, намотанную на тороидальном сердечнике, по которой протекает переменный ток с амплитудой, достаточной для ввода сердечника в насыщение, и измерительную обмотку, с которой снимается переменное напряжение, которое и анализируется для измерения внешнего магнитного поля.
Измерительная обмотка наматывается поверх тороидального сердечника, охватывая его целиком (например, на специальном каркасе) –

Эта конструкция аналогична первоначальной конструкции феррозондов (конденсатор добавлен для достижения резонанса на второй гармонике) –

В http://motivationtolearn.org/wordpress/?p=1347 описан феррозонд с сердечником из мотка омедненных стальных проводов для телефонии HC-734A диаметром 0,5 мм –

Обмотка возбуждения содержит около 200 витков. Параллельно обмотке включены два конденсатора 0,47 мкФ и 0,22 нФ, которые служат для выделения cинусоиды первой гармоникиcиз прямоугольного сигнала частотой 2,5 кГц, поступающего с выхода (ножка 3) таймера NE555 через потенциометр 10 кОм и конденсатор 10 мкФ.
Измерительная обмотка содержит 500 витков с параллельно включенным конденсатором 3,3 нФ, который настраивает контур в резонанс на частоте второй гармоники 5 кГц.
Автор этого проекта – Graeme Keon:

ортогональный феррозонд
Также применяются ортогональные (orthogonal) феррозонды –

В случае ортогонального феррозонда его сердечник соответствует цилиндрам (“бочонкам”) (ferrite beads), используемым в ферритовых фильтрах, одетых на различные кабели.
Размеры таких цилиндров отличаются друг от друга –

Принцип работы феррозонда

Феррозонд является разновидностью ферроиндукционного преобразователя. Главной особенностью таких преобразователей является изменение магнитной проницаемости $mu$ сердечника под внешним воздействием (механическим, тепловым или магнитным).

Рассмотрим принцип работы феррозонда с тороидальным сердечником.При отсутствии внешнего магнитного поля в измерительной катушке не наводится ЭДС, так как магнитные потоки, создаваемые током обмотки возбуждения в двух половинках сердечника одинаковы по величине и противоположны по направлению и взаимно компенсируются. Если же на сердечник накладывается внешнее магнитное поле, то возникает дисбаланс, так как в одной половинке сердечника это поле складывается с полем возбуждения, а во второй – вычитается. Из-за этого в измерительной обмотке наводится ЭДС, которая имеет вид коротких импульсов.

Для оценки силы внешнего магнитного поля анализируется величина второй гармоники этой ЭДС, так как несимметрия датчика проявляется сильнее в возникновении нечетных гармоник.

блок-схема феррозонда

Профессиональные феррозондовые магнитометры

Ebinger Magnex

Foerster Ferex

Schiebel Dimads (трехосевой)

Применение феррозондовых магнитометров
Феррозонды используются для поиска полезных ископаемых (например, нефти), контроля багажа, исследования материалов, проверки эффективности магнитного экранирования, поиска подводных трубопроводов…

Инцидент с водородной бомбой (Tybee Bomb)
Наиболее экзотичен случай использования феррозонда для поиска утерянной вблизи калифорнийского берега американской атомной бомбы. Этот инцидент получил название Tybee Bomb. 5 февраля 1958 года пилот бомбардировщика B-47 “Stratojet” был вынужден после столкновения в воздухе с истребителем F-86 “Saberjet” сбросить водородную бомбу Mark 15 с высоты 7200 футов в океан вблизи южного берега необитаемого острова Little Tybee для обеспечения безопасной посадки –

бомба MK15

экипаж B-47
(слева направо – Howard Richardson, Robert Lagerstrom, Leland Woolard)

Бомба так и не была найдена! Подробнее об этом Вы можете прочитать в интересной книге “Chasing Loose Nukes” полковника Derek L. Duke:

Поиск подводных лодок
На сайте Natural Resources Canada в виртуальном музее (http://geomag.nrcan.gc.ca/lab/vm/fluxgate-eng.php) представлен феррозондовый магнитометр, использовавшийся во время Второй Мировой войны для поиска подводных лодок с воздуха –

На сайте John H. Lienhard (http://www.uh.edu/engines/epi2381.htm) представлена фотография самолета в воздухе с подвешенным феррозондом –

Ваш комментарий к вопросу:

Отображаемое имя (по желанию):

Напишите мне, если после меня будет добавлен комментарий:Напишите мне, если после меня добавят комментарий

Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений.

Анти-спам проверка:

Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста

войдите

или

зарегистрируйтесь

Шаг 2: Требуемые материалы

Линейный датчик Холла SS49E. €1 за 10 штук.
Arduino Uno с доской для прототипирования или Arduino Nano без штырьков для портативного варианта.
Монохромный OLED дисплей SSD1306 0.96” с интерфейсом I2C.
Кнопка.

Для зонда:

Шариковая ручка или другая прочная трубка.
3 тонких провода чуть длиннее трубки.
12 см термоусадки диаметром 1,5 мм.

Для портативной версии:

Большая коробка Tic-Tac (18x46x83) или нечто похожее.
Контакты для батарейки на 9 В.
Выключатель.

Процесс сборки

Сборка предполагает использование макетной платы размером не менее 15 x 24 отверстия, и особое внимание обращается на расположение элементов на ней. На фотографиях показано рекомендуемое расположение каждого из радиоэлементов и какие связи между ними выполнить. Перемычки на печатной плате можно выполнить из фрагментов кабеля или отрезанных ножек от других элементов (резисторы, конденсаторы), которые остались после их монтажа.

Сначала надо впаять катушки L1 и L2. Хорошо отодвинуть их друг от друга, что даст нам пространство и увеличит эффект стерео. Эти катушки являются ключевым элементом схемы – они ведут себя как антенны, которые собирают электромагнитное излучение из окружающей среды.

После впайки катушек можно установить конденсаторы C1 и C2. Их емкость составляет 2,2 мкФ и определяет нижнюю частоту среза звуков, которые будут услышаны в наушниках. Чем выше значение ёмкости, тем ниже звуки воспроизводящиеся в системе. Большая часть мощного электромагнитного шума лежит на частоте 50 Гц, так что есть смысл его отфильтровать.

Далее припаиваем резисторы по 1 кОм – R1 и R2. Резисторы эти, вместе с R3 и R4 (390 кОм) определяют усиление операционного усилителя в схеме. Инвертирование напряжения не имеет в нашей системе особого значения.

Виртуальная масса – резисторы R5 и R5 с сопротивлением 100 кОм. Они являются простым делителем напряжения, который в данном случае будет делить напряжение 9 V на половину, так что с точки зрения схемы питается м/с напряжением -4,5 V и +4,5 V по отношению к виртуальной массе.

Можно поставить в панельку операционный усилитель любой со стандартными выводами, например OPA2134, NE5532, TL072 и другие.

Подключаем аккумулятор и наушники – теперь мы можем использовать этот акустический монитор для прослушки электромагнитных полей. Батарею можно приклеить к плате скотчем.

Магнитное поле проводника с током

Электрический ток, протекающий по проводнику с током, создает в окружающем его пространстве магнитное поле. Чем больше ток, проходящий по проводнику, тем сильнее возникающее вокруг него магнитное поле.

Магнитные силовые линии этого поля располагаются по концентрическим окружностям, в центре которых находится проводник с током.

Направление линий магнитного поля вокруг проводника с током всегда находится в строгом соответствии с направлением тока, проходящего по проводнику.

Направление магнитных силовых линий можно определить по правилу буравчика: если поступательное движение буравчика (1) совпадает с направлением тока (2) в проводнике, то вращение его рукоятки укажет направление силовых линий (4) магнитного поля вокруг проводника.

При изменении направления тока линии магнитного поля также изменяют свое направление.

По мере удаления от проводника магнитные силовые линии располагаются реже. Следовательно, индукция магнитного поля уменьшается.

Направление тока в проводнике принято изображать точкой, если ток идет к нам, и крестиком, если ток направлен от нас.

Для получения сильных магнитных полей при небольших токах обычно увеличивают число проводников с током и выполняют их в виде ряда витков; такое устройство называют катушкой.

В проводнике, согнутом в виде витка, магнитные поля, образованные всеми участками этого проводника, будут внутри витка иметь одинаковое направление. Поэтому интенсивность магнитного поля внутри витка будет больше, чем вокруг прямолинейного проводника. При объединении витков в катушку магнитные поля, созданные отдельными витками, складываются. При этом концентрация силовых линий внутри катушки возрастает, т. е. магнитное поле внутри нее усиливается.

Чем больше ток, проходящий через катушку, и чем больше в ней витков, тем сильнее создаваемое катушкой магнитное поле. Магнитное поле снаружи катушки также складывается из магнитных полей отдельных витков, однако магнитные силовые линии располагаются не так густо, вследствие чего интенсивность магнитного поля там не столь велика, как внутри катушки.

Магнитное поле катушки с током имеет такую же форму, как и поле прямолинейного постоянного магнита: силовые магнитные линии выходят из одного конца катушки и входят в другой ее конец. Поэтому катушка с током представляет собой искусственный электрический магнит. Обычно для усиления магнитного поля внутрь катушки вставляют стальной сердечник; такую катушку называют электромагнитом.

Направление линий магнитной индукции катушки с током находят по правилу правой руки:

если мысленно обхватить катушку с током ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в ее витках, тогда большой палец укажет направление вектора магнитной индукции.

Для определения направления линий магнитного поля, создаваемого витком или катушкой, можно использовать также правило буравчика:

если вращать ручку буравчика по направлению тока в витке или катушке, то поступательное движение буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.

Электромагниты нашли чрезвычайно широкое применение в технике. Полярность электромагнита (направление магнитного поля) можно определить и с помощью правила правой руки.

Видео работы детектора ВЧ

Форум по измерительным устройствам

Настройка магнитометров

Для тестирования феррозонда можно использовать катушки Гельмгольца. Катушки Гельмгольца используются для получения практически однородного магнитного поля. В идеальном случае они представляют собой два одинаковых кольцевых витка, соединенных между собой последовательно и расположенных на расстоянии радиуса витка друг от друга. Обычно катушки Гельмгольца состоят из двух катушек, на которых намотано некоторое количество витков, причем толщина катушки должна быть много меньше их радиуса.{3/2} , {INover R}$,
где $N$ – число витков в каждой катушке, $I$ – ток через катушки, $R$ – средний радиус катушки.

Также катушки Гельмгольца могут быть использованы для экранирования магнитного поля Земли. Для этого лучше всего использовать три взаимно перпендикулярные пары колец, тогда не имеет значения их ориентация.

Воздействие токов на магниты

Магниты оказывают действие на электрические токи. В свою очередь токи воздействуют на магниты.

Рассмотрим эксперимент, который проводил Эрстед. Ученый разместил над магнитной стрелкой прямой провод (рис.1) параллельно плоскости стрелки. Стал пропускать ток по проводнику. При этом стрелка, способная вращаться около вертикальной оси, отклонялась и устанавливалась нормально к проводнику. Эрстед изменял направление течения тока, стрелка поворачивалась на 180 °. Тот же эффект возникал, когда проводник переносили под стрелку. Опыт Эрстеда показал связь между электрическими и магнитными явлениями.

Рисунок 1. Эксперимент Эрстеда. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Полезные ссылки

https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Холла
http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla
http://www.14core.com/wiring-hall-effect-sensor-switch-magnet-detector-module/
http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-na-osnove-gerkona
http://www.zi-zi.ru/module/module-ky021
http://2shemi.ru/mehanicheskie-datchiki-dlya-arduino/
https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/gerkony/
http://electrik.info/main/school/419-gerkony-sposoby-upravleniya.html
http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla-_lineynyiy_
http://www.zi-zi.ru/module/module-ky024
http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-magnitnyiy-datchik-s-gerkonom
http://www.zi-zi.ru/module/module-ky025
http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-holla_
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гаусс_(единица_измерения)

Все файлы документации и программ находятся в общем архиве. Обзор подготовил Denev.

Пассивный индикатор электромагнитного высокочастотного поля

При минимуме деталей и отсутствии активных компонентов он показывает действительно уровень поля, а не возможные неполадки своей электронной схемы.

Главным элементом для изготовления индикатора высокочастотного излучения является сверхвысокочастотный детекторный диод. В качестве такого диода могут быть применены старые (скорее всего точечные) СВЧ диоды типа Д405, Д602 или подобные, СВЧ детекторные диоды Шотки КА202— КА207, импортные детекторные СВЧ диоды. В крайнем случае, для пробы можно взять германиевый диод вроде Д311, но его рабочая частота не превысит 100 МГц.

Главным отличием детекторного диода является то, что прямая ветвь его вольтамперной характеристики начинает подниматься почти сразу от 0 В.

Внимание. Ни в коем случае не следует измерять СВЧ диоды тестером.

Рис. 4.6. Индикаторы поля: а — принципиальная схема пассивного индикатора поля; б—принципиальная схема индикатор поля со звуковой индикацией; в — принципиальная схема простого УВЧ для индикатора поля; г—принципиальная схема широкополосный стабильный УВЧ для индикатора поля

Любознательные, не имеющие характериографа, могут снять характеристику диода вручную с использованием вольтметра и миллиамперметра, подавая на диод прямое напряжение с шагом 0,05 В и ограничивая постоянный ток через него величиной не более 0,5 мА.

Когда диод найден, можно приступать к йзготовлению индикатора. Собственно, самим индикатором выступает стрелочный микроамперметр РА1 с пределом измерения тока 30—50 мкА. Кремниевые диоды VD1, VD2 защищают детектор и индикатор от перегрузки.

Антенной WA1 могут служить проволочные «усы» из медного провода диаметром 1—2 мм длиной по 200—300 мм или две телескопические антенны. Для большей чувствительности индикатора длина антенны должна быть близка к полуволне измеряемого излучения.

С помощью пассивного индикатора поля удобно исследовать поведение передатчиков, оценивать диаграммы направленности антенн, но для обследования помещений пассивный индикатор неудобен. Он имеет невысокую чувствительность, размахивая таким индикатором, поэтому затруднительно увидеть изменение положения стрелки прибора, да и сам высокочувствительный стрелочный микроамперметр очень не любит сотрясений и ударов.

Для удобства применения приходится окружать СВЧ детектор электронной схемой (рис. 4.6, б). Схема осуществляет световую и звуковую индикацию уровня напряженности поля.

Изменение напряженности поля можно оценивать по частоте следования звуковых сигналов длительностью 0,2 мс и частотой около 1 кГц или вспышек светодиода VD4.

Количество сигналов меняется от одного за десятки секунд до непрерывного тона при большом уровне сигнала. Звуковая индикация позволяющая оценивать текущий уровень ВЧ излучения и регулятор чувствительности позволяют быстро и эффективно локализовать источник радиоизлучения.

Первый ОУ DA1.1 является неинвертирующим усилителем постоянного тока, величина усиления которого регулируется резистором R3, совмещенным с выключателем. Следующие два каскада на DA 1.2, DA1.3 построены по однотипной схеме управляемого мультивибратора на ОУ. Повторитель на DA1.4 служит формирователем уровня «земли». На DA1.3 собран мультивибратор, управляемый напряжением высокого уровня, его частота около 1000 Гц. Звуковой мультивибратор запускается от генератора управляемого напряжением, выполненного на DA1.2.

Положительные импульсы генератора не зависят от уровня входного сигнала, их длительность около 0,2 с задает цепочка R8, СЗ. Длительность пауз между импульсами зависит от скорости разряда СЗ через транзистор VT1 и резистор R6. А проводимость транзистора VT1 в свою очередь зависит от входного ВЧ напряжения выпрямленного детектором VD1 и увеличенного усилителем постоянного тока на DA1.1. В качестве DA1 используется счетверенный операционный усилитель с диапазоном входных сигналов, включающим нулевое входное напряжение.

Если чувствительность индикатора покажется недостаточной, то перед VD1 можно включить широкополосный высокочастотный усилитель выполненный по схеме приведенной на рис. 4.6, в или рис. 4.6, г.

Чтобы широкополосный УВЧ не возбуждался и имел равномерную частотную характеристику, он должен быть выполнен с соблюдением требований конструирования высокочастотных устройств.

Совет. Транзисторы для УВЧ желательно брать с граничной частотой не менее 4 ГГц.

Прибор снабжен телескопической антенной WA1 и питается от девятивольтовой батареи. Переменным резистором R3, совмещенным с выключателем питания SA1, регулируют чувствительность прибора. Его выставляют таким образом, чтобы увеличение уровня напряженности поля вызывало наиболее резкое изменение частоты следования импульсов индикации.

Литература: Корякин-Черняк С. Л. Как собрать шпионские штучки своими руками.

Лучший DIY измеритель ЭДС или детектор призраков Принципиальная схема

«Как он обнаруживает призраков? Ваше предположение не хуже моего, — сказал Кейт Таппер, владелец K-II Enterprises.

Его сделали прямо здесь, в центре Нью-Йорка. K-II Enterprises продает считыватели EMF более 30 лет.

Таппер и его команда разработали измеритель ЭМП для безопасного диапазона K-11, предназначенный для обнаружения людьми электромагнитных полей, которые могут иметь негативные последствия для здоровья. Но около 15 лет назад счетчики начали покупать на другом рынке.

«Названия компаний иногда очень необычные. Это был GH.OST. Мне никогда не приходило в голову, что это привидение! » — сказал Таппер.

Счетчики вскоре стали востребованы неожиданным рынком — паранормальным. Они использовали инструмент для общения с призраками.

«Мы не понимаем, почему, и все, что мы знаем, это то, что нас запускает. Мы знаем, что там проходило электромагнитное поле. Что его породило? Откуда это взялось? Не знаю. Но мы точно знаем, что наш прибор что-то обнаружил, — сказал Таппер.

Кейт говорит, что видел вещи, которые сложно объяснить. Мы с друзьями подумали, что попробуем пообщаться с паранормальными явлениями. Мы съездили на кладбище Оуквуд в Сиракузах, где ранее проводились исследования паранормальных явлений.

Как любители, которые практически ничего не знают об «охоте за привидениями», мы просто задавали вопросы и ждали, пока загорится индикатор. Иногда читатель загорался посреди темного пустого кладбища. А иногда и нет.

Итак, каковы некоторые объяснения всплеска читателя, когда не было четкого электрического источника?

«Вы можете перемещать его туда, сюда и сюда, через поля», — сказал Таппер.

Измеритель, созданный Таппером и его командой, называется одноплоскостным считывателем.

«ЭДС излучаются, если вы думаете об этом, исходящими от двигателя в трех плоскостях, X, Y и Z. Мы делаем то, что мы называем одноплоскостной осью, но если вы повернете измеритель в руке, вы поймать все три топора, — сказал Таппер.

Если ваш ридер подскакивает при перемещении и останавливается при повторном перемещении, возможно, он попадает в одну из осей.

«Он улавливает случайный импульс электромагнитного поля, исходящий от телефона, даже из их кармана [охотников за привидениями]», — сказал Таппер.

Кейт поддерживает тот факт, что его команда создала прибор, который просто обнаруживает ЭМП. Вот и все. Но он видел некоторые вещи, которые заставляют его сомневаться в том, чего нельзя увидеть.

«Не могу отрицать, не могу подтвердить.Могу сказать, что наши приборы обнаруживают только ЭМП. Когда он погас, он обнаружил поле. К какому источнику это приписывается? — Это ваш вопрос, — сказал Таппер.

Вы можете прочитать эту статью на Spectrumlocalnews.com

Простой детектор электромагнитного излучения с использованием TL071

В этом DIY мы делаем проект простого детектора электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение — это энергия, которая производится через свободное пространство или материальную среду в виде электромагнитных волн, например радиоволн, видимого света и гамма-лучей.Этот термин дополнительно указывает на излучение и передачу такой лучистой энергии. Как правило, детектор излучения — это устройство для обнаружения ядерного, электромагнитного или светового излучения. Кроме того, эти типы детекторов используются для обнаружения электромагнитного излучения.

Компоненты оборудования

Необходимые аппаратные компоненты для создания простого детектора электромагнитного излучения:

[inaritcle_1] Принципиальная схема

Работа цепи

В этом проекте мы подробно поговорим о работе схемы простого детектора электромагнитного излучения.В основном, приведенная выше принципиальная схема показывает простой проект детектора или цепи датчика электромагнитного излучения. Он также используется для различения электромагнитных полей, создаваемых различными электронными объектами.

Соответственно, схема может работать только с несколькими сегментами. Однако в основе схемы лежит одиночный операционный усилитель TL071 J-FET. TL071 — это ОУ с высокоскоростным входом на полевых транзисторах и полевым транзистором. Соответственно, этот входной операционный усилитель с полевым транзистором представляет собой высоковольтный полевой транзистор и биполярные транзисторы в монолитной интегральной схеме.Светодиод на выходе схемы показывает визуальный сигнал обнаруженных электромагнитных излучений, вместо светодиода можно использовать мультиметр. Также петля L1 может быть любой телефонной катушкой звукоснимателя. Чувствительность схемы можно сбалансировать переменным резистором 50 кОм. Рабочее напряжение схемы составляет от 9 В до 12 В постоянного тока.

Приложения и способы применения

В целом, он может обнаруживать энергию, передаваемую фотонами падающего излучения.

Следовательно, он используется в форме радиоволн
Также используется в качестве микроволн
Он также используется в форме видимого света или различных частей спектра.

(PDF) Новый детектор электромагнитного поля для сверхнизкочастотной энергии

Международный журнал инженерии и науки (IJES)

|| Объем || 3 || Выпуск || 6 || Страницы || 59-67 || 2014 ||

ISSN (e): 2319 — 1813 ISSN (p): 2319 — 1805

www.theijes.com IJES Page 59

 Новый детектор электромагнитного поля для чрезвычайно низких частот

Энергия

1, Z.H. Bohari, 2, MF Sulaima, 3, MNM Nasir, 4, WM Bukhari,

5, MH Jali, 6, MF Baharom

1, 2, 3, 4, 5, 6, Департамент дипломных исследований, факультет электротехники, УТЭМ

——————————————- ——————АННОТАЦИЯ——————————- —————————-

Электромагнитные поля (ЭМП) оказывают огромное влияние на любое современное общество. Хорошо известно, что сильное электромагнитное поле

может вызвать острые эффекты, например ожоги.

устойчивых механизмов, стоящих за такими эффектами. Тем не менее, опасный эффект при длительном воздействии слабых полей может оказаться плохим влиянием

на физическое здоровье человека. Поскольку воздействие широко распространено, даже небольшие последствия для здоровья могут иметь серьезные последствия для общественного здравоохранения. В рамках этого проекта разработан детектор электромагнитного поля (ЭМП), который может обнаруживать

излучения, особенно на электронных устройствах. Эта ЭМП имеет много типов излучения, таких как микроволновое,

ультрафиолетовое, гамма-лучи, рентгеновские лучи и т. Д.Описанный датчик ЭМП измеряет диапазон излучения в очень

низких частотах в диапазоне 50 Гц. Схемы могут оценивать дальность излучения от источника ЭМП, такого как электрическая розетка

, когда она включается через светодиодный индикатор. Пульсацию излучения можно визуализировать

посредством мигания светодиодов. В этом проекте представлены принцип работы датчика, конструкция проекта и

обработки данных датчика, а также некоторые предварительные экспериментальные результаты.В этом проекте Proteus Software использовала

для разработки и моделирования схемы, а затем приступила к работе с оборудованием на основе схемы Proteus.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА — электромагнитное поле (ЭМП), пульсационное излучение, Proteus.

———————————————— ————————————————— ——————————————

Дата подачи: 05 мая 2014 г. Дата публикации: 20 июня 2014 г.

—————————————— ————————————————— ————————————————

Я.ВВЕДЕНИЕ

В нашей повседневной жизни есть много электронных устройств, которые все еще имеют небольшое излучение, даже если устройства

выключены, но не отсоединены от сети. В основном, эти устройства можно найти в домашних приложениях, таких как аккумулятор компьютера

, микроволновая печь, беспроводной телефон, телевизор и т. Д. Например, это может происходить во время работы

на компьютере или просмотра телевизора, где тело охвачены «электронным смогом», исходящим от устройства

; имея в виду розетки ЭДС.В мониторах на основе ЭЛТ пятно электронов, охватывающих экран, может

генерировать импульсное электромагнитное излучение (ИЭМР) [1]. Эта энергия улетучивается в виде излучения в

очень низкочастотной и чрезвычайно низкочастотной энергии. Таким образом, это неестественное излучение может нарушить

биомагнитное поле тела, в котором миллионы электрических импульсов регулируют деятельность клеток [2].

К сожалению, постоянное воздействие PEMR может вызвать неблагоприятные последствия для человека без нашего воздействия

в нашей повседневной жизни [2].

Радиация — это широкий термин, означающий передачу энергии в форме волн через пространство или

через материальную среду, а также саму излучаемую энергию. Силовое поле, связанное с излучением, представляет собой область

, в которой излучение можно измерить. Иногда электромагнитное излучение называют ЭМИ, а

электромагнитных полей часто называют ЭМП. ЭМИ и ЭМП относятся ко всему диапазону электромагнитного спектра

, от чрезвычайно низких частот до радиоволн [2, 3].На практике ЭМП используется более

чаще, чем ЭМИ, потому что «излучение» звучит пугающе, и его использование может создать путаницу с более опасным излучением

от рентгеновских аппаратов и радиоактивных материалов. В новостных сообщениях и статьях, написанных для широкой публики

(например, в этой статье), ЭМП используется в общих чертах для обозначения низкочастотных электромагнитных полей, исходящих

от линий электропередач, домашней электропроводки, бытовой техники, телевизоров и компьютерных дисплеев [2, 3 ].

ЭДС из разных источников могут складываться или нейтрализоваться. Это связано с волновой

характеристикой электромагнитного излучения. Если излучение от двух источников находится в фазе, то пики каждого цикла

будут сталкиваться, и поля будут складываться вместе [4]. С другой стороны, если два источника точно отсутствуют

LearnEMC — Введение в электромагнитное излучение

Излучаемая связь возникает, когда электромагнитная энергия излучается от источника, распространяется в дальнее поле и индуцирует напряжения и токи в другой цепи.В отличие от связи с общим сопротивлением, кондуктивный путь не требуется. В отличие от связи электрического и магнитного полей, цепь жертвы не находится в электромагнитном ближнем поле источника. Излучаемая связь — единственный возможный механизм связи, когда цепи источника и жертвы (включая все подключенные проводники) разделены множеством длин волн.

Из четырех возможных механизмов связи, , связь излучения , кажется, привлекает наибольшее внимание. Идея о том, что токи, протекающие в одной цепи, могут индуцировать токи в другой цепи, которая находится через комнату или даже на много миль от нас, захватывает большинство из нас.Трактат Максвелла по электромагнетизму постулировал существование электромагнитных волн еще в 1864 году. Он смог вычислить скорость распространения этих волн и описать отражение и дифракцию волн. Однако прошло 25 лет, прежде чем кто-либо смог подтвердить существование электромагнитных волн. Практические передатчики и приемники не были разработаны до начала 20, ^-го,-го века. Люди считали электромагнитное излучение чем-то почти волшебным.Теорию было трудно понять, а оборудование, необходимое для передачи и приема сигналов, было довольно сложным.

Сегодня мы воспринимаем беспроводную связь как должное. Это больше не считается волшебным, но теория все еще сложна, а оборудование, используемое для отправки и приема сигналов, по-прежнему является одним из самых сложных в наше время. Это заставляет многих инженеров полагать, что электромагнитное излучение сложно создать и его трудно обнаружить. Однако практически все цепи излучают и улавливают заметные количества окружающих электромагнитных полей.Нет необходимости присоединять антенну к цепи, чтобы она излучала, структура и расположение большинства высокочастотных цепей позволяет им действовать как собственные антенны или подключаться к близлежащим объектам, которые действуют как эффективные антенны.

Более трудной задачей для разработчиков большинства электронных продуктов является создание схем, которые не производят слишком много электромагнитного излучения. Чтобы понять, как и почему схемы демонстрируют непреднамеренное электромагнитное излучение, полезно рассмотреть несколько общих концепций, связанных с электромагнитным излучением и теорией антенн. (1)

, где член e-jβr представляет собой задержку между моментом изменения тока в исходной точке и моментом, когда изменение может быть обнаружено в точке, находящейся на расстоянии r .составная часть.

Хотя эти выражения довольно сложны, мы можем оценить более важные аспекты этих распределений поля, рассмотрев два отдельных случая: βr << 1 и βr >> 1. Фазовая постоянная, β , обратно пропорциональна к длине волны β = 2πλ. Следовательно, величина βr является мерой того, как далеко мы находимся от источника относительно длины волны,

βr = 2πrλ. (4)

Если мы находимся близко к источнику относительно длины волны, то βr << 1 и полевые члены с ( βr ) ³ в знаменателе преобладают.Эта область называется ближним полем источника. В ближнем поле токовой нити преобладает электрическое поле.

Когда мы находимся далеко от источника, βr >> 1, члены с ( βr ) в знаменателе преобладают..(6)

Обратите внимание, что в дальней зоне E и H перпендикулярны друг другу и направлению распространения, r . Поля синфазны друг с другом, а отношение их амплитуд составляет,

| Эфар поле Hfar поле | = η0 (7)

во всех точках космоса. Это характеристики плоской электромагнитной волны. Вдали от источника, где фронт сферической волны велик по сравнению с размером наблюдателя, излучаемое поле по существу представляет собой однородную плоскую волну.

Контрольный вопрос

Если излучаемая напряженность электрического поля в 3 метрах от небольшого источника составляет 40 дБ (мкВ / м), какова напряженность поля в 10 метрах от того же источника в свободном пространстве?

40 дБ (мкВ / м)
30 дБ (мкВ / м)
20 дБ (мкВ / м)

Чтобы ответить на поставленный выше вопрос, отметим, что в дальней зоне источника излучения напряженность поля обратно пропорциональна расстоянию.Следовательно, увеличение расстояния в 3,3 раза снизит напряженность поля в 3,3 раза. Это примерно уменьшение напряженности поля на 10 дБ, поэтому правильная характеристика будет 30 дБ (мкВ / м).

Поля, создаваемые малой токовой петлей

Рассмотрим небольшой контур тока, показанный на рисунке 2. Этот контур тока можно смоделировать как 4 нити тока, ориентированные в форме квадрата. Допустим, что амплитуда тока будет I ₀ , а угловая частота — ω , как в предыдущем примере.Используя принцип суперпозиции, мы можем сложить электрические поля от каждой токовой нити, чтобы вычислить поля, обусловленные петлей. Это простой (хотя и несколько утомительный) процесс, описанный во многих текстах об антеннах. Однако для наших целей результат более интересен, чем вывод, поэтому здесь представлены только результаты.

Рисунок 2. Малая токовая петля.

В свободном пространстве напряженность электрического поля, создаваемого небольшой петлей тока, определяется выражением,

E = IΔsη0β34πe − jβr [−1βr + j (βr) 2] sinθ φ ^ (8)

, где Δs — площадь контура.. (11)

Снова отметим, что в дальней зоне E и H перпендикулярны друг другу и направлению распространения, r . Поля синфазны между собой, а отношение их амплитуд составляет η ₀.

Поля, произведенные электрически малыми схемами

Теперь давайте применим то, что мы знаем об излучении токовых нитей и токовых петель, для оценки излучения электрически малой цепи.Мы начнем с рассмотрения простой схемы, показанной на рисунке 3. Эта схема имеет идеальный источник напряжения и резистор, соединенные проводом, образующим петлю с размерами Δh и Δl . Мы предположим, что и Δh , и Δl намного меньше, чем длина волны в свободном пространстве, λ.

Рисунок 3. Простая схема.

Если сопротивление резистора очень маленькое, можно ожидать, что эта схема будет излучать так же, как токовая петля.| ≈ | Δsη0β24πrVZLOOP sinθ |. (13)

Поскольку нас обычно интересует максимальное излучаемое поле, независимо от ориентации, мы можем заменить член sin θ его максимальным значением 1, в результате чего получится

| E | max≈ | Δsη0β24πr (VZLOOP) | для небольшой цепи с низким сопротивлением. (14)

Рис. 4. Простая высокоомная схема.

Если R имеет высокий импеданс, схема не похожа на токовую петлю. Однако для очень больших значений R мы можем смоделировать схему в виде трех токовых нитей, как показано на рисунке 4.Излучение от двух нитей горизонтального тока, соединяющих источник с резистором, относительно невелико, поскольку токи на этих нитях равны и противоположны. Однако в вертикальном участке цепи со стороны источника протекает небольшой ток. Величину тока, протекающего в вертикальной части цепи, можно оценить, рассматривая горизонтальные нити как небольшой отрезок линии передачи с параллельными проводами. Поскольку значение R очень велико, полное сопротивление на истоковом конце этой линии передачи приблизительно равно входному сопротивлению линии передачи с разомкнутой цепью,

Zin≈Z0cotβl≈Z0βl.. (17)

Мы упростим это выражение, отметив, что Δh • Δl = Δs и что характеристический импеданс параллельной линии передачи, Z ₀ , обычно составляет несколько сотен Ом, что примерно равно η ₀ . Мы также возьмем максимальное значение величины этого выражения, как мы это сделали для схемы с низким импедансом, в результате чего получим следующую простую оценку максимального излучаемого поля от цепи с высоким импедансом,

| E | max≈VΔsβ24πr для небольших цепей с высоким импедансом.(18)

Обратите внимание на сходство между выражением для цепей с высоким импедансом (18) и выражением для цепей с низким импедансом (14). Оба значения пропорциональны напряжению источника и площади контура. Оба значения пропорциональны квадрату частоты и обратно пропорциональны расстоянию от источника. Единственное различие между этими двумя выражениями состоит в том, что выражение низкоомной цепи имеет дополнительный член η ₀ / Z _LOOP . Это предлагает практический метод различения цепи с высоким импедансом и цепью с низким импедансом, и мы можем оценить максимальную излучаемую напряженность электрического поля от любой электрически малой цепи, используя следующее выражение:

| E | max≈ {VΔsβ24πr ZLOOP> η0VΔsβ24πr (η0ZLOOP) ZLOOP <η0}.(19)

Пример 1: Оценка излучаемого поля от электрически малой цепи

Рассчитайте максимальное излучаемое поле схемы, показанной на рисунке 5. Превышают ли излучение этой схемы ограничение FCC класса B?

Рисунок 5. Цепь на 500 Ом.

Сначала нам нужно определить, является ли схема электрически мала на интересующей частоте. На частоте 80 МГц длина волны в свободном пространстве равна 3.75 метров. Поскольку максимальный размер схемы намного меньше длины волны, мы можем использовать уравнение (19) для оценки максимального поля, излучаемого этой схемой.

Импеданс составляет 500 Ом, что больше внутреннего импеданса свободного пространства 377 Ом, поэтому мы используем верхнее уравнение в (19),

| E | max≈VΔsβ24πr≈ (1,8 В) (0,05 × 0,02 м) (2π3,75 м) 24π (3 м) ≈134 мкВ / м [или 42,5 дБ (мкВ / м)]. (20)

Предел FCC класса B на частоте 80 МГц составляет 100 мкВ / м или 40 дБ (мкВ / м), предполагая, что для этой схемы будет 2.На 5 дБ выше предела. Однако вычисленное выше поле находится в свободном пространстве, и тестирование FCC на электромагнитные помехи проводится в полубезэховой среде (над землей). Отражения от заземляющей поверхности могут быть синфазными или противофазными с излучением непосредственно от цепи. Поскольку мы вычисляем максимальное излучение (и поскольку FCC сканирует высоту антенны в поисках максимума), мы должны удвоить рассчитанную напряженность поля (т.е. добавить 6 дБ), чтобы учесть наличие заземляющего слоя.В этом случае наша оценка максимальных излучений от цепи над землей становится на 48,5 дБ (мкВ / м) или на 8,5 дБ выше предела, установленного FCC для класса B.

Как видно из приведенного выше примера, наличие заземляющего слоя усложняет расчет излучения. Если плоскость заземления бесконечна (или, по крайней мере, очень велика по сравнению с длиной волны), амплитуда излучаемого поля может в два раза превышать ее значение без плоскости заземления.

А как насчет плоскостей на печатной плате или стенок металлического корпуса? У них такой же эффект? Вообще говоря, если плоскости намного больше длины волны и намного больше размеров источника, мы можем смоделировать плоскость, поместив изображение источника под плоскостью.

На рисунке 6 показаны некоторые простые конфигурации тока и их изображения в идеально проводящей плоскости. Токи изображения, текущие перпендикулярно плоскости, будут в том же направлении, что и токи источника. Токи изображения, текущие параллельно плоскости, идут в направлении, противоположном токам источника. Это говорит о том, что поля от источников тока, параллельных плоскости и вблизи нее, уменьшаются плоскостью, в то время как поля от источников тока, перпендикулярных плоскости, усиливаются плоскостью.

Рисунок 6. Источники тока и их изображения в проводящей плоскости.

Пример 2: Оценка излучаемого поля от небольшой цепи с низким сопротивлением

Предположим, что импеданс нагрузки в предыдущем примере составлял всего 50 Ом, и в схеме использовалась сплошная плоскость для пути возврата тока, как показано на рисунке 7. Далее мы предположим, что размеры заземляющей плоскости составляют 10 см x 10 см. Превышают ли выбросы из этой цепи предел FCC класса B?

Рисунок 7.Схема на 50 Ом.

Сопротивление нагрузки 50 Ом меньше внутреннего импеданса свободного пространства 377 Ом, поэтому мы используем нижнее уравнение в (19). Нам также необходимо определить, ограничивает ли индуктивность цепи ток.

Чтобы вычислить индуктивность полупетля над землей, мы можем заменить заземляющую плоскость изображением полупетля. В этом случае у нас есть виртуальная петля размером 5 см x 3 см, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8.Проволочная полупетля и ее изображение.

Применяя наше уравнение для индуктивности прямоугольной проволочной петли, мы отмечаем, что индуктивность петли размером 5 см х 3 см составляет 114 нГн. Тогда индуктивность полупетля над плоскостью составляет половину этого значения или 57 нГн. Это соответствует реактивному сопротивлению контура 29 Ом на частоте 80 МГц.

Хотя мы можем применить теорию изображений для расчета индуктивности контура, мы не можем использовать теорию изображений для расчета излучения контура.Размеры заземляющего слоя малы по сравнению с длиной волны, и поэтому он больше похож на широкий проводник, чем на бесконечную плоскость. У нас нет выражения для излучения цепей с широкими проводниками, но если мы просто хотим получить приблизительную оценку, мы можем применить уравнение (19),

| E | max≈VΔsβ24πr (η0ZLOOP) ≈ (1,8 В) (0,05 × 0,015 м) (2π3,75 м) 24π (3 м) (377 | 50 + j29 |) ≈656 мкВ / м [или 56,3 дБ ( мкВ / м)]. (21)

Обратите внимание, что мы используем фактическую площадь контура схемы и не корректируем наши вычисления для учета плоскости схемы.Если мы добавим 6 дБ к этой оценке, чтобы учесть выполнение измерения в полубезэховой среде, мы оценим излучение примерно на 62 дБ (мкВ / м) или примерно на 22 дБ выше предела FCC класса B.

Входное сопротивление и радиационная стойкость

В общем случае, если изменяющееся во времени напряжение появляется между любыми двумя проводящими объектами в открытой среде, изменяющиеся во времени токи будут течь по этим проводникам, что приведет к излучению. Электрически небольшие схемы, описанные в предыдущем разделе, являются относительно неэффективными источниками электромагнитного излучения.Резонансные структуры большего размера могут создавать излучаемые поля, которые на много порядков сильнее, когда они возбуждаются одним и тем же напряжением источника.

Рисунок 9. Простая геометрия антенны.

Рассмотрим базовую структуру антенны, показанную на рисунке 9. Источник синусоидального напряжения, подключенный между двумя металлическими стержнями, снимает заряд с одного стержня и подталкивает его к другому стержню, когда напряжение положительное. Спустя половину цикла полярность меняется на противоположную, а распределение заряда — на противоположное.Движущийся заряд вызывает ток. Отношение напряжения к току через источник составляет входной импеданс антенны, которая, как правило, имеет действительную и мнимую части,

Zin = VinIin = Rin + jXin. (22)

На низких частотах количество заряда, которое стержни могут удерживать при заданном напряжении, определяется взаимной емкостью между стержнями. В этом случае мнимая часть входного импеданса равна

. Xin≈12πfC (23)

где f — частота источника, а C — взаимная емкость.Если шины являются хорошими проводниками, Rin≈0 на низких частотах и источник выдает очень небольшую реальную мощность.

Однако, когда частота увеличивается (и полоса выглядит длиннее относительно длины волны), несколько факторов объединяются, чтобы изменить входное сопротивление антенны:

Индуктивность, связанная с токами, протекающими в стержнях (и соответствующими магнитными полями), начинает влиять на реактивную часть входного импеданса;
Резистивные потери увеличиваются из-за скин-эффекта;
Мощность теряется из-за излучения, которое вносит вклад в действительную часть входного импеданса.

Действительную часть входного импеданса удобно выразить как сумму двух членов,

Rin = Rrad + Rdiss (24)

, где R _rad — сопротивление излучения , антенны и R _dis — сопротивление потерь. Излучаемая мощность может быть рассчитана как

Prad = 12 | Iin | 2Rrad (25)

, а мощность, рассеиваемая в виде тепла, может быть рассчитана как,

Pdiss = 12 | Iin | 2Rdiss.(26)

Отношение излучаемой мощности к общей мощности, передаваемой конструкции, называется эффективностью излучения и может быть рассчитано с использованием следующего уравнения:

e = PradPrad + Pdiss = RradRrad + Rdiss. (27)

Пример 3: Радиационная эффективность электрически малой цепи

Рассчитайте эффективность излучения цепи 5 см x 2 см 500 Ом, показанной на Рисунке 5.

Начнем с расчета рассеиваемой мощности. Если предположить, что мощность в основном рассеивается в нагрузочном резисторе (в отличие от проводов), рассеиваемая мощность просто равна

Pdiss = 12 | Iin | 2Rdiss≈12 | VinRdiss + jωL | 2Rdiss = 12 | 1.8500 | 2500 = 3,2 мВт. (28)

Чтобы оценить излучаемую мощность, отметим, что максимальная напряженность электрического поля на расстоянии 3 метров составляет 134 мкВ / м (как рассчитано в Примере 1). Максимальная плотность излучаемой мощности , таким образом, составляет

Prad = 12 | E | 2η0 = 12 | 134 × 10−6 | 2377 = 24 пВт / м2. (29)

Это максимальная плотность мощности, излучаемая в любом направлении, поэтому мы можем вычислить верхнюю границу излучаемой мощности, предположив, что эта плотность мощности излучается во всех направлениях, и суммируя по сфере с радиусом 3 метра,

Prad

Следовательно, эффективность излучения схемы равна

e <2,7 · 10−92,7 · 10−9 + 3,2 · 10−3 = 8,4 · 10−7 или 0,000084%. (31)

Обратите внимание, что входной импеданс антенной конструкции может зависеть от антенной среды, а также от размера и формы антенны. Например, сопротивление излучения и излучаемая мощность любой антенны упадут до нуля, если антенна работает в полностью экранированном резонансном корпусе.

Резонансный полуволновой диполь

Антенна, состоящая из двух простых проводников, управляемых друг относительно друга одним источником, называется дипольной антенной .Тонкопроволочная антенна, управляемая источником в ее центре, называется диполем с центральным приводом . Входное сопротивление диполя с центральным приводом показано на рисунке 10 как функция его электрической длины ( l / λ ).

Рис. 10. Входное сопротивление диполя с центральным приводом.

На очень низких частотах (где l << λ ) входной импеданс почти полностью реактивный и обратно пропорционален частоте Zin≈12πfC.Однако обратите внимание, что по мере увеличения длины (или частоты) величина отрицательного реактивного сопротивления становится меньше и в конечном итоге проходит через ноль, прежде чем станет положительной и продолжит увеличиваться.

Реактивное сопротивление равно нулю, когда общая длина провода немного меньше половины длины волны. Дипольная антенна такой длины имеет реальный входной импеданс примерно 70 Ом и называется полуволновым резонансным диполем .

Контрольный вопрос

Рассчитайте мощность, излучаемую полуволновым резонансным диполем без потерь, управляемым 1.Источник 0 вольт.

Это очень простой расчет, так как входное сопротивление и сопротивление излучения составляют около 72 Ом. Правильное решение:

Prad = 12 | VRin | 2Rrad = 12 | 1.072 | 272 = 7 мВт. (32)

Чтобы найти максимальную напряженность излучаемого поля на расстоянии 3 метров от этой антенны, мы сначала определяем максимальную плотность излучаемой мощности,

Pradmax = Prad4πr2D0 = 7 × 10−34π (3) 2 (1,64) = 100 мкВт / м2. (33)

, где Prad4πr2 — средняя плотность мощности, а D ₀ = 1.64 — это направленность полуволновой дипольной антенны.

Затем можно рассчитать максимальное излучаемое электрическое поле, используя уравнение (29) в обратном направлении:

| Eradmax | = 2η0Prad = 2 (377) (100 × 10−6) = 280 мВ / м. (34)

Сравнивая это с напряженностью поля, излучаемой электрически малой схемой на Рисунке 5, мы можем понять, насколько важны размер и форма антенны. В этом случае, если мы предположим, что обе структуры работали на частоте 80 МГц, максимальный размер цепи составлял 5 см, а максимальный размер диполя — 187.5 см (половина длины волны на 80 МГц). Это коэффициент 37,5. Однако излучаемые излучения увеличились в 280 мВ / м 134 мкВ / м = 2000 или 66 дБ.

Пример 5: Радиационная эффективность полуволнового диполя

Рассчитайте эффективность излучения полуволнового резонансного диполя с центральным приводом, сделанного из медной проволоки с радиусом (r = 0,5 мм) на частоте 100 МГц.

Мощность, излучаемая резонансным полуволновым диполем, просто равна

Prad = 12 | I | 2 (72 Ом) = 36 | I | 2 (35)

где I — ток в источнике.Чтобы рассчитать рассеиваемую мощность, мы начнем с определения сопротивления на единицу длины медного провода на частоте 100 МГц.

R на единицу длины = 1 (2πa) δσ = π (100 × 106) (4π × 10−7) (5,7 × 107) 2π (5 × 10−4) (5,7 × 107) = 0,84 Ом / м. (36)

Полная мощность, рассеиваемая в полуволновом диполе, тогда равна

Pdissipated = (0,84) ∫ − λ4 + λ4 | I sin x | 2dx = 0,42 | I | 2. (37)

Следовательно, эффективность этого резонансного полуволнового диполя составляет

e = 36 | I | 236 | I | 2 + 0,42 | I | 2 = 0,988 или 98,8%.(38)

Сравните это с эффективностью малой схемы в Примере 3. Проволочные антенны с резонансной длиной имеют тенденцию быть очень эффективными по сравнению с электрически небольшими антеннами. Они легко могут быть на 4-6 порядков эффективнее.

Четвертьволновые монополи

Полуволновые диполи являются хорошими антеннами для многих приложений, но они имеют большие размеры на низких частотах и могут не работать должным образом вблизи большой металлической поверхности. Четвертьволновый монополь — это просто половина полуволнового диполя, управляемого относительно большой металлической плоскости, как показано на рисунке 11.Нижнюю половину монополя можно смоделировать как изображение верхней половины. Поэтому излучающие свойства четвертьволнового монополя аналогичны свойствам полуволнового диполя. Входное сопротивление резонансного четвертьволнового монополя ровно вдвое меньше, чем у резонансного полуволнового диполя, или около 36 Ом.

Рисунок 11. Четвертьволновой монополь.

Кабели, проложенные относительно больших металлических корпусов, часто можно смоделировать как монопольные антенны.Поскольку резонансные монопольные антенны являются очень эффективными источниками излучения, важно гарантировать, что напряжения между кабелями и корпусами поддерживаются на очень малых значениях на частотах, которые могут быть близки к резонансам кабеля.

Контрольный вопрос

Примерно на какой частоте 25-сантиметровый провод, прикрепленный к большой металлической конструкции, выглядит как четвертьволновая монопольная антенна?

Точный ответ зависит от ориентации провода, его поперечного сечения, размера и формы конструкции и других факторов.Однако 25 см — это четверть длины волны на частоте 300 МГц. Кабель может резонировать и стать эффективной антенной вблизи этой частоты.

Диполи смещены от центра

Когда проволочная антенна смещена относительно центра, она все равно будет демонстрировать резонанс около частоты, на которой она составляет половину длины волны. Однако сопротивление излучения в резонансе будет функцией местоположения источника. На рисунке 12 показано радиационное сопротивление резонансного полуволнового диполя в зависимости от местоположения источника.Обратите внимание, что сопротивление быстро увеличивается по мере удаления источника от центра. Источник напряжения, расположенный рядом с концом провода, не может эффективно подавать мощность на антенну даже при резонансе.

Рис. 12. Радиационное сопротивление резонансного полуволнового диполя в зависимости от положения источника.

Характеристики эффективных и неэффективных антенн

Большинство непреднамеренных источников излучения, с которыми сталкивается инженер по электромагнитной совместимости, можно смоделировать как простые дипольные антенны.Для эффективного излучения этих антенн необходимо выполнить три основных условия:

Антенна должна состоять из двух частей;
: обе части не должны быть электрически маленькими;
что-то должно индуцировать напряжение между двумя частями.

Первое условие важно помнить, пытаясь отследить источник проблемы радиации. Неправильно говорить, что конкретный провод или конкретный кусок металла — это антенна .Одиночный проводник не будет эффективной антенной, если он не подключен к чему-то другому. «Что-то еще» — не менее важная часть антенны. После определения варианты сокращения излучаемых выбросов обычно становятся более ясными.

Обнаружение двух частей эффективной антенны становится намного проще, если мы распознаем второе условие. Например, если мы ищем «антенну», отвечающую за излучаемые излучения на частоте 50 МГц (λ = 6 метров), то мы ищем 2 проводящих объекта длиной порядка метра.Вряд ли эти детали антенны расположены на печатной плате. Большинство продуктов настольного размера могут эффективно излучать на низких частотах, только проложив один кабель относительно другого. На частотах ниже нескольких сотен МГц количество возможных частей антенны ограничено и часто становится очевидным без детального изучения всей конструкции.

Третье условие выше предлагает метод контроля излучаемых выбросов. После определения возможных частей антенны устройство не будет генерировать значительных излучаемых излучений, если напряжение между этими частями остается низким.Лучше всего для этого расположить эти части рядом друг с другом и убедиться, что между ними нет высокочастотных цепей. Соединение их электрически вместе с помощью хорошего высокочастотного соединения дополнительно гарантирует, что у них будет одинаковый потенциал.

Контрольный вопрос

Для каждой пары антенн, показанной на рисунке 13, какая антенна в паре излучает больше всего?

Рисунок 13. Конфигурация антенны.

Ключ к ответу на этот вопрос — изучить каждую антенну и определить две части антенны, которые приводятся в действие указанным источником напряжения.Поскольку по крайней мере одна часть каждой антенны электрически мала, это самая маленькая часть, которая ограничивает общую эффективность антенны.

На Рисунке 13 (a) короткий верхний провод на антенне справа является наиболее ограничивающим; поэтому антенна слева более эффективна. На рисунке 13 (b) к каждой из антенн на рисунке 13 (a) добавлен дополнительный кусок провода. Короткий верхний провод на антенне справа снова является наиболее ограничивающим, поэтому антенна слева еще более эффективна.Обратите внимание, что добавление к более короткой половине электрически маленькой антенны оказывает гораздо большее влияние на эффективность антенны, чем добавление к большей половине.

Слотовые антенны

Щелевые антенны — еще один потенциально эффективный тип антенны, с которым должны быть знакомы инженеры EMC. Как показано на рисунке 14, щелевая антенна образована длинным тонким отверстием в проводящей поверхности. Распределение электрического поля, возникающее в прорези (например, из-за поверхностного тока, который нарушается прорезью), создает излучаемое поле так же, как и распределение тока по проводу.Фактически, щелевые антенны обычно анализируются путем замены распределения электрического поля эквивалентным (но фиктивным) магнитным током и решения полей, излучаемых этими магнитными токами. Поля, излучаемые резонансной полуволновой щелью, имеют ту же форму (с обратной ролью E и H ), что и поля резонансного полуволнового диполя. Подобно проволочным антеннам, электрически маленькие щели неэффективны, тогда как щели, приближающиеся к половине длины волны, могут быть очень эффективными.

Рисунок 14. Щелевая антенна.

Приемные антенны

Вообще говоря, из тех же структур, которые делают хорошие излучающие антенны, также получаются хорошие приемные антенны. По этой причине многие из тех же методов, которые используются для выявления или предотвращения проблем излучаемого излучения, могут быть применены к проблемам восприимчивости к излучаемым излучениям. Однако, в отличие от излучения, где импеданс источника почти всегда низок по сравнению с входным сопротивлением антенны, устройства, которые демонстрируют проблемы с восприимчивостью, часто имеют входы с высоким импедансом.Из-за этого не всегда верно, что более высокие входные сопротивления антенны соответствуют худшим характеристикам антенны.

Мощность, принимаемая устройством, подключенным к дипольной антенне, можно рассчитать по следующей формуле:

Prec = PrecAe (1− | Γ | 2). (39)

где

Prec = 12 | Erec | 2η — плотность мощности падающей волны,

Ae = λ24πD0 — эффективная апертура антенны,

(1− | Γ | 2) — коэффициент, учитывающий рассогласование импеданса между антенной и приемником, а

Γ = Zreceiver-ZantennaZreceiver + Zantenna — коэффициент отражения напряжения на приемнике.

Однако эту формулу трудно применить во многих ситуациях, поскольку она требует значительной информации как об антенне, так и о приемнике. Если приближенное решение по порядку величины достаточно хорошее, удобно оценить максимальное падение напряжения на входе с более высоким импедансом как

Vrec≈ | Einc | lant. (40)

, где l _ant — длина дипольной антенны или одна половина длины волны, в зависимости от того, что больше.

Пример 6: Оценка максимального напряжения, связанного с полуволновой дипольной антенной

Сравните фактическое максимальное напряжение, подаваемое на приемник на 500 Ом от полуволнового диполя, с оценкой в уравнении (40).

Если мы предположим, что приемник расположен в той точке на диполе, где его импеданс согласован с сопротивлением излучения, выражение для принимаемой мощности будет иметь вид

Полученное напряжение,

Vrec = 2RinPrec = 2 (500) (1,7 × 10−4) λ | Einc | = 0,4λ | Einc |. (42)

Мы можем сравнить это с оценочной стоимостью,

Vrec = 0,5λ | Einc | (43)

и обратите внимание, что в этом случае оценка была точной с точностью до 2 дБ.

Пример 7: Оценка максимального напряжения, связанного с электрически короткой дипольной антенной

Сравните фактическое максимальное напряжение, подаваемое на согласованный приемник от электрически короткого диполя, с оценкой в уравнении (40).

Сопротивление излучения электрически короткой дипольной антенны составляет приблизительно

Rrad≈20π2 (lλ) 2. (44)

Направленность, D ₀ , составляет 1,5. Полученную мощность легко рассчитать как:

Таким образом, полученное напряжение равно

Vrec = 2RinPrec = 2 (20π2) (lλ) 2 (1,6 × 10−4) λ | Einc | ≈0,25l | Einc |. (46)

Мы можем сравнить это с оценочной стоимостью,

Vrec = l | Einc |. (47)

В этом случае напряжение завышено в 4 раза (12 дБ).

Eddy Bergman.com: ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.

Это простой в сборке детектор электромагнитного поля с 4-ступенчатой светодиодной индикацией мощности, который имеет широкий спектр применения.)

Вот схема (щелкните изображение, чтобы открыть полноэкранный режим):

(Последняя редакция: 2 июня 2020 г .: Изменен потенциометр 1M на потенциометр от 20 до 50K.) Список деталей:

Транзисторы:
8 x BC547

Резисторы:
1 x 680 Ом
4 x 470 Ом
1 x 220 Ом
1 x 4K7
1 x 3K3
2 x 2K2
1 x 100K
1 x 1M

Potmeter:
Потметр 1 x 20K или 50K (используйте подстроечный или панельный потенциометр, если вы встраиваете его в корпус).

Светодиоды (3 мм):
3 зеленых, 1 желтый, 1 красный

Диод:
1 x 1N4148

Разное:
зажим для батареи 9 В, 1 переключатель (тумблер SPDT ON-ON), 1 коннектор для антенны.(необязательно)

Прежде чем я продолжу объяснение, вот видео, показывающее этот детектор ЭМП в действии во время грозы. В фоновом звуке вы можете услышать треск молнии на AM-радио, которое я включил, и вы можете видеть, что счетчик загорается, когда радио потрескивает и возникают молнии. Иногда он даже обнаруживает нарастание электрического поля в воздухе до того, как случится молния. Я никак не влияю на счетчик. Я просто держу его за батарею на 9 вольт внизу.Вот он:

Я разработал это, потому что мне всегда было досадно, что эти «детекторы всего» или 8-миллионные усилители никогда не имели индикатора мощности, чтобы вы могли действительно увидеть, работает ли он и как. Поэтому я попытался объединить две существующие схемы и посмотреть, смогу ли я заставить их работать вместе, и это оказалось очень хорошо. Первая из этих схем — это 4-х светодиодный индикатор уровня сигнала

.
а вторая — это схема, которая представляет собой фактический каскад детектора, состоящий из 8-миллионного усилителя.

Вы можете легко построить его на куске картона.
Схема требует всего 8 транзисторов (BC547 или 2N3904), 5 светодиодов и 11 резисторов. Дополнительный (5-й) светодиод просто служит индикатором включения / выключения и при желании может быть отключен. В этом проекте я использовал 3-миллиметровые светодиоды, но 5-миллиметровые тоже подойдут. Не используйте светодиоды, которые потребляют много тока, например яркие белые светодиоды или синие светодиоды. Схема питается от обычной 9-вольтовой батареи.

Чувствительность схемы можно изменить с помощью потенциометра 20K или 50K.Если вы используете его, как я, без футляра, вы можете использовать триммер. Если вы встраиваете его в небольшой футляр, используйте прибор для измерения чувствительности. Убедитесь, что есть точка заземления, когда вы встраиваете его в корпус. Какой-то разъем откуда его можно заземлить.

Схема очень чувствительна и реагирует на все, что угодно. Если вы поднесете этот детектор ЭМП рядом с любыми сетевыми кабелями, он мгновенно обнаружит напряжение, я заметил, что если вы поднесете его к металлу, он тоже обнаружит это, и даже на открытом пространстве он иногда будет указывать на поле, даже если там ничего не видно, кроме это не неисправность, потому что он будет продолжать показывать на одном и том же месте в комнате.эй, пока вы здесь, пожалуйста, оставьте комментарий! Это будет круто! 🙂

Make this Insect Wing Signal Detector Circuit

В статье обсуждается схема СНЧ-приемника, используемая для обнаружения сигналов биений крыльев насекомых. Идея была исследована и построена г-ном Стивеном Чивертоном.

Insect Wing Triggered ELF

Невероятно захватывающий электрический результат, успешно идентифицированный с помощью VLF, — это звуки крыльев, запускаемые, когда насекомые, такие как пчелы, мухи и комары, летают в пределах нескольких футов от штыревой антенны VLF.

Последующий сигнал представляет собой жужжащий шум, почти такой же, как то, что можно услышать на слух, несмотря на это, это воздействие вызывается электростатическими выбросами каждый раз, когда крылья насекомого взмахивают.

Можно считать, что электростатические заряды (статическое электричество) накапливаются на крыльях насекомого, а затем просто выбрасываются через каждый взмах крыльев, создавая «модулированное» электрическое поле вокруг вредителя с той же частотой, что и взмах крыльев.

Большие насекомые, такие как осы, желтые куртки, шмели и медоносные пчелы, издают в наушниках особенно мощные жужжащие звуки, которые легко можно услышать, когда эти насекомые пролетят в пределах 4 футов (1 метра) от VLF-антенны.

Mosquito Wing Beats

Высокие шумы от Mosquito Wing Beats обычно отмечаются меньшими ошибками в пределах нескольких дюймов от штыревой антенны VLF-приемника.

Некоторые виды мух, а также другие надоедливые насекомые обладают значительно более сильным электростатическим «гудением» по сравнению с другими формами — пчелы и слепни, по нашим данным, включают самый громкий «гул» в наушниках!

Это также может иметь что-то связанное со структурой крыла насекомого, с особой формой крыльев жуков, более восприимчивой к накоплению статического электричества и последующему разряду.

Могут быть физические электрические выбросы насекомых, производимые внутри мышечных тканей крыльев насекомого, которые помогают вызвать это, хотя об этом происшествии мало что известно.

Я слушал звукозаписи, такие как свист и т. Д., И ни один из этих звуков не совпадает с записями, которые я собрал из того, что я получил на своих детекторах гравитационных волн,

Обнаружение звуков НЛО

Я работаю над 2 новые схемы приемника VLF для приема этих загадочных сигналов VLF, являются ли они НЛО, нет никакой информации об этих сигналах и их связи с НЛО, если он есть,

Но я вспоминаю истории людей, которые слышат тихие гудящие звуки, исходящие от НЛО, это очень Сам низкочастотный сигнал и, возможно, если он использует переменный ток, он также покрывает диапазон частот ОНЧ, во всяком случае, железные миры, которые мне нужно сделать, чтобы ядро концентрировало электромагнитный поток, было прекращено в dick smith electronics, хотя его каталог есть.

Но в моей коллекции достаточно, чтобы сделать один концентратор потока для сенсорной катушки.

Он подходит ближе всего к внутренней окружности пластиковой катушки, вокруг которой находится катушка.

Я попробую автомобильную электронику, чтобы посмотреть, имеют ли они те же размеры, которые мне нужны для следующей схемы датчика СНЧ,

Без сердечника для концентрации электромагнитного потока прием сигнала недельный, но когда вы положите мир сердечник в центр катушки чувствительность подскакивает все больше и больше, когда вы кладете еще один сердечник поверх первого

Эти части сердечника можно покрыть термоусадочной трубкой, чтобы все они скреплялись и образовывали единый вид длинное ядро.

У меня пока есть несколько деталей, но они имеют форму бочонка, так что мне придется строить сердечник со всеми этими кусочками, и, надеюсь, у Jay Car они будут, чтобы я мог сконструировать вторую сердцевину для другой схемы. .

Если вы прочитали верхний бит, то я получил жужжащие шумы от мух, но с одним из моих самых чувствительных детекторов гравитационных волн, и у него нет площади, только конденсатор датчика.

Мои последние тесты приемника СНЧ изменились, когда я припаял в него новые батарейки на 9 В, теперь они были более чувствительны к сети переменного тока, и недавно я сделал новую крышку для схемы приемника СНЧ и пришлось перепаивать провода на новые светодиоды. Я вставляю в него теперь, схема кажется менее чувствительной к переменному гудению, поскольку она ниже, как если бы схема фильтрует его или ослабляет себя, но она все еще улавливает тики от моих часов на приличном расстоянии.

Использование энергии нулевой точки

Я принес на ebay несколько DVD-дисков, один из которых назывался «Охота на Тесла за нулевой энергией», а другой — о нацистских летающих тарелках, как они работают. Раньше я приносил несколько детекторов ЭДС в отсек электронной почты, но один, кажется, действительно хорош, но с ним нет нло или призраков, и он чувствителен, но нет призраков, чтобы проверить его, кроме того, который является детектором ЭДС k2 регистры рядом с холодильником здесь, но никакие другие источники питания переменного тока не дают показаний, как будто призрак, которого я видел прошлой ночью, любит прятаться в холодильнике. первая старая конструкция, которая, к моему удивлению, улавливает сигналы крыльев насекомых только от мух с обнаженным телом, которых здесь нет, так как это плохо

Когда я взял свой старый дизайн и построил из него неон, я обнаружил почему это сработало так хорошо я запотеваю я часто использовал контакт 8 в качестве положительного входа, а не контакт 7, поэтому я обсудил это с Дэйвом Диди, он построил его и получил некоторые странные результаты, и даже более того, поскольку контакт 8 не используется на 741

. Интернет — китайский, и на схеме они также использовали контакт 8 по причинам, которые мы не знаем, не могу говорить по-китайски, хе-хе, но немного оглянувшись, я обнаружил, что контакт 8 также имеет другое назначение

Я забыл, что это такое, но указан как что-то другое Кроме NC, так или иначе, я включил свою новую схему, и хотя только две пролетевшие мухи не имели полос и находились слишком далеко, чтобы их зарегистрировать

Обнаружение удаленного шума переменного тока

Я заметил, что дополнительная чувствительность очень интересно, что они на самом деле скрывают и почему контакт 8 делает вещи, о которых не слышно или не сказано, поэтому я сидел снаружи с детектором на вершине уличного стола и заметил, что когда я провел пальцем по деревянной части стола, деревянные рейки, которые делают его верх Я слышу это в наушниках странно

Еще более странным является необычная чувствительность к переменным полям. Я вношу детектор внутрь и босиком на земле.

Я слышу гул в сети переменного тока, но он уходит, когда я поднимаю детектор. футов над землей, как будто подземная энергия здесь поглощается моим телом и переизлучается, так что детектор может снова ее слышать, теперь у меня все еще есть мой старый детектор гравитационных волн от насекомых

Я использую на нем и новый, 2 батарейки на 9 вольт, и они должны быть заменены, так как у этих аккумуляторных батарей, возможно, были дни, так как кто-то продолжает терять мощность.

Электромагнитное излучение: Полевая памятка | Управление охраны труда

20 мая 1990 г.
Лаборатория OSHA в Цинциннати,
(ныне Технический центр Цинциннати)
Цинциннати, Огайо

ЦЕЛЬ: Целью данной служебной записки является ознакомление должностных лиц, отвечающих за соблюдение требований OSHA, с основными принципами электромагнитного (ЭМ) излучения. В нем обсуждается влияние радиочастотных помех (RFI) на работу инструментов промышленной гигиены, объясняется, почему для проведения исследований неионизирующего излучения используются специальные изотропные зонды, и подчеркивается необходимость особого внимания при измерении радиочастотных полей.

ПРЕДИСЛОВИЕ: Некоторое обсуждение следующего предмета было упрощено ради работы с предметом в этом ограниченном пространстве.

Если это ваше первое знакомство с предметом, некоторые термины и концепции в этой памятке могут быть вам незнакомы. Прочитав всю служебную памятку полностью за один присест, на некоторые из ваших первоначальных вопросов, поднятых в одном разделе, можно будет ответить в последующих разделах. После того, как вы пройдете через материал один раз, рекомендуется прочитать служебную памятку еще раз, на следующем занятии.

СОДЕРЖАНИЕ

Волны в целом и электромагнитные волны
Квартир
Связь между электрическими и магнитными полями
Распространение электромагнитной энергии
Поляризация электромагнитных полей
Сравнение ближнего поля и дальнего поля
Электромагнитные поля и схемы
Проблема соответствия требованиям OSHA и предпринимаемые действия
Заключение
Список литературы

И.ВОЛНЫ В ОБЩИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛНАХ:

Электромагнитное излучение — это волновое явление. Прежде чем пытаться понять электромагнитное излучение, давайте сначала рассмотрим несколько свойств волн. «Волна» — это возмущение, которое является функцией времени и / или пространства. Волна движется через среду или пространство и передает энергию от точки к точке при движении.

«Волновое движение можно рассматривать как перенос энергии и количества движения из одной точки пространства в другую без переноса материи.В механических волнах, например волнах на воде, волнах на струне или звуковых волнах, энергия и импульс переносятся посредством возмущения в среде, которое распространяется, потому что среда обладает упругими свойствами. С другой стороны, в электромагнитных волнах энергия и импульс переносятся электрическими и магнитными полями, которые могут распространяться в вакууме ».

«Хотя разнообразие волновых явлений, наблюдаемых в природе, огромно, многие особенности являются общими для всех видов волн, а другие присущи широкому спектру волновых явлений.^[1]

«Размер» или «высота» водной волны называется ее амплитудой и говорит нам о ее силе. Все волны можно описать по их «амплитуде» или «силе». По мере того, как волна распространяется (распространяется) от источника, общая энергия, излучаемая источником, остается неизменной, но сила волны уменьшается по мере увеличения расстояния от источника. На классическом двумерном примере показаны круги ряби, расширяющиеся от волнения над поверхностью спокойного пруда.Трехмерные волны требуют сделать еще один шаг, представив расширяющиеся сферы вместо расширяющихся колец. По мере того, как волна распространяется от центра возмущения, энергия волны распространяется тоньше на большие площади, что приводит к меньшему количеству энергии на единицу площади и, таким образом, к снижению «силы». Общая энергия остается прежней, но распределяется по большей площади.

Теперь давайте «переключим передачи» и посмотрим на еще одно свойство волн. Если бы мы могли наблюдать волну, когда она проходит через точку в пространстве, мы бы заметили, что амплитуда волны изменяется со временем периодическим или циклическим образом.Поскольку волна является периодической, мы можем подсчитать количество полных волновых циклов, которые проходят через эту точку каждую секунду. Это будет «частота» волны.

«Частота» измеряется в Герцах (Гц), волновых циклах в секунду. Все волны состоят как минимум из одной синусоидальной волны или частотного элемента. Волны, которые имеют несинусоидальную форму волны, на самом деле представляют собой комбинацию двух или более синусоидальных волн разных частот

ПРИМЕЧАНИЕ: Математика показывает нам, что каждая форма волны на самом деле представляет собой комбинацию отдельных синусоидальных волн разных частот.Целая область математики под названием «Анализ Фурье» посвящена анализу синусоидальных составляющих частот сигналов.

Электромагнитное излучение — это волновое явление и обладает всеми перечисленными выше качествами волн. Электромагнитную (ЭМ) волну можно определить как «волну, характеризующуюся вариациями электрического и магнитного полей». ^[2] ЭМ волны могут перемещаться в пространстве, неся энергию со скоростью света. Многие люди думают о них просто как о радиоволнах, но электромагнитные волны охватывают гораздо более широкий частотный спектр.Электромагнитные волны простираются от самой низкой частоты (Гц) до частот, выходящих за рамки радиоволн, световых волн, рентгеновских лучей и гамма-лучей. ^[1] Этот широкий диапазон энергий известен как электромагнитный спектр. В зависимости от частоты электромагнитные волны известны как радиоволны, тепловые лучи, световые лучи и т. Д. В этой служебной записке мы в основном будем рассматривать радиоволны в диапазоне от 10 кГц до 3 ГГц. Диаграмма этой части спектра показана в Разделе VIII, рис. 2.

Хотя радиочастотные электромагнитные волны намеренно генерируются сотовыми телефонами, рациями, открывателями гаражных ворот, радиостанциями и телевизионными (телевизионными) станциями, они непреднамеренно генерируются щетками электродвигателей, системами зажигания бензиновых двигателей, медицинским оборудованием, компьютерными системами. , и молнии.Даже солнце производит радиочастотное электромагнитное излучение. Эффекты непреднамеренно генерируемых электромагнитных волн будут обсуждаться в Разделе VII и Разделе VIII.

II. ЕДИНИЦ:

Все электромагнитные поля (электромагнитные волны) состоят из двухкомпонентных полей, электрических полей (поля E) и магнитных полей (поля H). E-поля и H-поля являются компаньонами и вместе составляют общее электромагнитное поле. Где один, так и другой. Напряженность электрического поля (E) измеряется в вольтах на метр (В / м).Напряженность магнитного поля (H) измеряется в амперах на метр (А / м).

Мощность — это временная скорость передачи энергии. Это относится и к волнам. Излучаемая мощность — это мощность, излучаемая источником излучения (антенной) и переносимая в пространстве электромагнитной волной. Мощность измеряется в ваттах (Вт). Плотность мощности — это количество мощности, распределенное по данной единице площади перпендикулярно направлению движения. Плотность мощности выражается в ваттах на квадратный метр (Вт / м ²) или милливаттах на квадратный сантиметр (мВт / см ²).

ЭМ излучение — это периодическое волновое движение. Число повторений сигнала или циклов в секунду называется частотой и измеряется в герцах (Гц). 1 килогерц (кГц) = 1000 Гц, 1 мегагерц (МГц) = 1 миллион Гц, 1 гигагерц (ГГц) = 1 миллиард герц, 1 терагерц (ТГц) = 1 триллион герц и т. Д.

К частоте относится термин длина волны. Это расстояние, которое проходит волна за период одного полного колебательного цикла. Длина волны ЭМ — это скорость распространения волны (обычно скорость света), деленная на частоту волны.Обозначение длины волны — λ (лямбда). Он измеряется в единицах длины, таких как метры, сантиметры, ангстремы, футы и т. Д. В таблице на следующей странице показана длина волны (λ) определенных частот (f), когда скорость передачи равна скорости света (C ), 300000000 метров в секунду (186 280 миль в секунду). λ = C / f.

ТАБЛИЦА 1 Отношение длины волны к частоте
ЧАСТОТА (f)	ДЛИНА ВОЛНЫ (λ = C / f)
1 Гц	186 280 миль (300 000 км)
10 Гц	18 628 миль (30 000 км)
60 Гц	3105 миль (5000 км)
1000 Гц (1 кГц)	1863 миль (300 км)
10 кГц	186 миль (30 км)
100 кГц	9836 футов (3000 метров)
1000 кГц (1 МГц) (AM-радио)	984 фута (300 метров)
10 МГц	98.4 фута (30 метров)
27 МГц (многие радиочастотные силеры)	36,4 футов (11 метров)
30 МГц	10 метров (32,8 фута)
100 МГц (FM-радио)	9,8 футов (3 метра)
300 МГц	3,28 фута (1 метр)
1000 МГц (1 ГГц)	11,8 дюйма (30 см)
2,45 ГГц (микроволновые печи)	4.8 дюймов (12,2 см)
10 ГГц (каналы спутниковой передачи данных)	1,18 дюйма (3 см)

III. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И МАГНИТНЫМ ПОЛЯ:

Понимание взаимосвязи электромагнитных полей затруднено, но специалисты по комплаенсу сталкиваются с необходимостью измерения этих полей. Для нас критически важно знать и понимать, что представляют собой компоненты электромагнитного поля и отношения между ними, чтобы получить значимые измерения и точные данные.

Как упоминалось ранее, электромагнитные поля (электромагнитные волны) состоят из двух типов полей: электрических и магнитных полей. Связь электрических полей с магнитными полями можно сравнить с соотношением между напряжением и током в простой электрической цепи. Электрическое (E) поле очень похоже на потенциал электрического напряжения (E) электрической цепи. Магнитное (H) поле очень похоже на электрический ток (I) в электрической цепи.

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом тексте символ «E» обычно обозначает компонент электрического поля ЭМ поля.В некоторых случаях, когда он используется для потенциала электрического напряжения «E», он будет конкретно обозначен и обычно будет сопровождаться «I» (электрический ток).

Потенциал электрического напряжения и электрический ток измеряются в вольтах и амперах соответственно; E-поля и H-поля измеряются в вольтах на метр и амперах на метр соответственно. Там, где протекает электрический ток, с ним связано и напряжение. Там, где есть поле H, с ним также связано поле E.

Полная математическая взаимосвязь между полями E и H сложна и включает термины, выраженные в четырех измерениях. Полная математическая картина слишком сложна для этой служебной записки. Однако в большинстве приложений математические термины можно свести к простым формулам.

В простых условиях прохождения волны через свободное пространство соотношение электромагнитных полей сводится к:

E = H x 377 (в условиях свободного пространства.)

, где E = напряженность электрического поля,

377 = характеристический импеданс свободного пространства,

H = напряженность магнитного поля,

√ (μ _v / ε _v) постоянная с единицами измерения в Ом.

Уравнение для электромагнитных волн в свободном пространстве E = H x 377 и уравнение для закона Ома E = I x R очень похожи. Оба уравнения являются частным упрощением некоторых очень сложных математических утверждений, определяющих теорию электромагнетизма.К счастью, некоторые очень умные люди свели эту математику к нескольким простым формулам, подобным этой, которые мы можем использовать при определенных обычных условиях. Трое из этих людей — Максвелл, Гаусс и Ом. Благодаря им нам не нужно быть опытными математиками, чтобы проводить электромагнитные исследования. Если вы знакомы с законом Ома, приложение C «Сравнение уравнения E = H x 377 с E = I x R» может быть полезным для понимания приведенного выше уравнения электромагнитного поля.

Когда электромагнитная волна распространяется в пространстве, энергия передается от источника к другим объектам (приемникам).Скорость этой передачи энергии зависит от силы составляющих электромагнитного поля. Проще говоря, скорость передачи энергии на единицу площади (плотность мощности) является произведением напряженности электрического поля (E) на напряженность магнитного поля (H).

P _d = E X H

Ватт / метр ² = Вольт / метр X Ампер / метр

, где P _d = плотность мощности, E = напряженность электрического поля в вольтах на метр, H = напряженность магнитного поля в амперах на метр.

Приведенное выше уравнение дает единицы Вт / м ². При съемках чаще используются единицы мВт / см ². Один мВт / см ² — это та же плотность мощности, что и 10 Вт / м ² Следующее уравнение можно использовать для получения этих единиц напрямую:

P _d = 0,1 x E x H мВт / см ²

Простые соотношения, указанные выше, применимы на расстояниях около двух или более длин волн от источника излучения.Это расстояние может быть большим при низких частотах и называется дальним полем. Здесь соотношение между E и H становится фиксированной постоянной (377 Ом) и называется характеристическим импедансом свободного пространства. В этих условиях мы можем определить плотность мощности, измерив только компонент поля E (или компонент поля H, если хотите) и рассчитав на его основе плотность мощности.

Мы пользуемся преимуществами этого фиксированного отношения, когда измеряем потенциально опасные электромагнитные поля во время исследования радиочастотной опасности.Опасность воздействия, связанная с поглощением человеческим телом, в конечном итоге оценивается по фактической поглощенной энергии. Поскольку мощность — это скорость передачи энергии, а квадраты E и H пропорциональны мощности, E ² и H ² пропорциональны скорости передачи энергии и энергии, поглощаемой субъектом. Поскольку инспекторы по соблюдению нормативных требований считают удобным измерять электромагнитные поля с помощью геодезических счетчиков E ² и H ², обычно считывание показаний осуществляется с помощью E ² или H ².

Пределы воздействия электромагнитного поля, установленные для воздействия на человека, перечислены в ANSI C95.1-1982 ^[4] как Руководство по защите от радиочастот (RFPG). Здесь значения уровней электромагнитного поля указаны в терминах E ², H ² и эквивалентной плотности мощности. Эти значения основаны на скорости поглощения энергии человеческим телом. Термин «удельная скорость поглощения» (SAR) используется в стандарте для описания этой скорости поглощения. В ANSI C95 (1990) ^[5] очень хорошо обсуждаются измерения SAR.Более подробное обсуждение SAR будет представлено в последующей служебной записке, которая будет выпущена позже, «Практика измерений для исследований неионизирующего излучения».

IV. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ:

Большинство людей, в том числе большинство инженеров-электриков, думают об электричестве как об электронах, текущих по проводам, как вода, текущая по шлангу. Идея электрической энергии, движущейся в свободном пространстве в виде волны, — совершенно чуждое понятие. Тем не менее, электромагнитное излучение — это как раз то, что электрическая энергия движется в пространстве как волна, а электрическая энергия в проводе — это особый случай, когда энергия направляется по проводу.Часть энергии является внутренней по отношению к проводу, а часть энергии является внешней по отношению к проводу. Когда мы подключаем прибор к розетке, мощность, подаваемая на прибор, на самом деле не «проходит через шнур», а является электромагнитной энергией, «направляемой» электронной активностью в шнуре питания. Электромагнитная энергия, передаваемая нагрузке, находится вне провода. Электронная активность, колеблющаяся в проводе вперед и назад, является результатом воздействия внешней электромагнитной энергии и, в свою очередь, служит способом сказать электромагнитной волне следовать за проводом.Движение электронов в проводе пропорционально силе направляемой волны. Не беспокойтесь, если вам трудно понять эту концепцию. Даже студентам инженерных специальностей трудно это понять.

К счастью, для анализа и решения большинства проблем в цепях постоянного и низкочастотного переменного тока достаточно применить простое уравнение закона Ома. Обычно это не требует размышлений об электромагнитных полях. Теория низкочастотного электромагнитного поля обычно применяется только при анализе катушек реле, катушек индуктивности, трансформаторов и двигателей.Теория электромагнитных волн становится все более важной по мере того, как частота поднимается до мегагерцового диапазона, например, при анализе беспроводной передачи электромагнитной энергии, радиочастотных схем, анализа световых волн и т. Д.

ЭМ волны могут распространяться без проводов. Точки, в которых электромагнитные волны покидают направляющее влияние проводов и переходят в свободное и неограниченное перемещение, называются антеннами. Антенны действуют как точки соединения для электромагнитной энергии, чтобы оставить направление проводов в свободное пространство, и наоборот.Область рядом с этим соединением — это именно то место, где офицеры по соблюдению нормативных требований должны иметь дело с электромагнитными полями, как в случае радиочастотных термосварщиков. В общем, антенна может быть одним из проводников в электронной схеме, металлическим предметом, например перилами переднего крыльца, или даже неметаллическими объектами, такими как ветка дерева или протянутая рука. Эффективность антенны для передачи или приема электромагнитных волн зависит от проводимости используемого материала, формы антенны и физических размеров антенны относительно длины волны электромагнитного поля.

Наилучшая передача и прием электромагнитных волн достигается, когда размеры антенны соответствуют длине волны электромагнитного поля. Вот почему длину телевизионных антенн типа «заячье ухо» и «штырь» необходимо регулировать каждый раз при смене канала, и почему телевизионные антенны, устанавливаемые на крыше, имеют так много элементов разных размеров.

При измерении воздействия неионизирующего излучения (электромагнитных полей) на работника важно помнить, что зонд также является антенной. Антенна и схема ВЧ-зонда устроены так, что он может работать в широком диапазоне рабочих частот.Ширина этого рабочего диапазона частот называется полосой пропускания. Если измерения будут выполнены за пределами частотного диапазона датчика, измерения будут неточными и могут серьезно повредить датчик. Всегда выбирайте подходящий пробник в зависимости от номинальной мощности и частоты.

V. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ:

Поляризация — еще одна важная концепция, которую следует учитывать при проведении электромагнитных измерений. Поляризация объясняет, почему антенны рации необходимо направлять в одном направлении, чтобы обеспечить наилучший прием, и почему зонды измерителей радиочастотной съемки необходимо вращать во время выполнения измерений.

Здесь должно быть достаточно определить поляризацию как характеристику излучаемых электромагнитных волн, которая имеет дело с соотношением направления и амплитуды «вектора» поля E по отношению к направлению движения.

ПРИМЕЧАНИЕ : Вектор — это математическое представление силы или другой величины с точки зрения направления и силы.

Именно из-за этой характеристики мы обычно используем «изотропный» зонд в качестве приемной антенны при выполнении исследования неионизирующего излучения.Изотропный зонд принимает электромагнитные сигналы независимо от поляризации или направления движения. Изотропный зонд предназначен для получения одинаковых показаний независимо от того, в какую сторону он направлен в электромагнитном поле.

Поскольку ни один зонд не является идеально изотропным, датчики для исследования следует вращать вокруг оси его ручки во время измерений (используйте вращательное движение запястья, как если бы вы поворачивали дверную ручку). Среднее значение минимального и максимального показаний используется в качестве считываемого значения.

Отражения электромагнитных волн от металлических балок, решеток и т. Д.может вызвать явление, называемое «многолучевой интерференцией». Отраженная волна может иметь поляризацию, отличную от исходной. Это может оказать существенное влияние на результаты измерений при перемещении зонда от точки к точке. Следовательно, рекомендуется не только вращать датчик, но и перемещать датчик по кругу, чтобы получить общую выборку области. Поскольку измерения проводятся ближе к источнику излучения, еще более важно тщательно обследовать общую область, чтобы найти любые такие локализованные пучки излучения.

Поляризация обсуждается более подробно позже в Приложении D, «Подробнее о поляризации».

VI. БЛИЖНИЙ ПОЛЕ ПРОТИВ ДАЛЬНЕГО ПОЛЯ:

Определенные характеристики поведения электромагнитных полей доминируют на одном расстоянии от излучающей антенны, в то время как совершенно другое поведение может преобладать в другом месте. Инженеры-электрики определяют граничные области для классификации характеристик поведения электромагнитных полей в зависимости от расстояния от источника излучения.Это следующие области: «Ближнее поле», «Переходная зона» и «Дальнее поле». Границы регионов обычно измеряются в зависимости от длины волны. На рисунке 1 показаны эти области и границы.

Следует подчеркнуть две вещи: эти регионы классифицируют поведение, которое различается даже внутри каждого региона; и границы для этих регионов являются приблизительными «практическими правилами» (более точные границы могут быть определены в первую очередь на основе типа антенны и размера антенны, и даже в этом случае эксперты расходятся).

Рис. 1. Области антенного поля для типичных антенн

FAR-FIELD: Область, простирающаяся более чем на 2 длины волны от источника, называется «Дальним полем». В дальней зоне E, H и плотность мощности связаны уравнениями: E = H x 377 и P _d = E x H. Эти уравнения были объяснены в разделе III. Объединяя эти два уравнения вместе, получаем:

P _d = H ² x 377 и P _d = E ² ÷ 377

, где P _d = плотность мощности в ваттах на квадратный метр (один Вт / м2 равен 0.1 мВт / см2),

H ² = квадрат значения магнитного поля в амперах в квадрате на квадратный метр,

E ² = квадрат значения электрического поля в вольтах в квадрате на метр в квадрате.

Приведенные выше уравнения показывают, что в дальней зоне все, что вам действительно нужно для измерения, — это поле E, фактически E ². Из этого измерения можно рассчитать плотность мощности и значение поля H. По причинам, изложенным в Разделе III, измерения соответствия требованиям здоровья удобнее оценивать, когда они измеряются в квадрате напряженности поля.

ПЕРЕХОДНАЯ ЗОНА: Область между ближним и дальним полем называется «переходной зоной». Он сочетает в себе характеристики как в ближнем, так и в дальнем поле. Здесь не всегда может быть необходимо измерять как E, так и H, чтобы получить хорошее приближение к электромагнитному полю, но необходимо несколько измерений, чтобы охарактеризовать поле.

NEAR-FIELD: Область, расположенная на расстоянии менее одной длины волны от источника, называется «Ближним полем».Здесь взаимосвязь между E и H становится очень сложной, и для определения плотности мощности требуется измерение как E, так и H. Кроме того, в отличие от дальнего поля, где электромагнитные волны обычно характеризуются одним типом поляризации (горизонтальной, вертикальной, круговой или эллиптической), в ближнем поле могут присутствовать все четыре типа поляризации.

Поскольку компоненты поля E и H электромагнитных волн поглощаются живой тканью, и поскольку взаимосвязь между E и H в ближнем поле сложна, мы должны измерять как E, так и H при оценке опасностей в ближнем поле.Сюда входят все низкочастотные источники, такие как термосварочные аппараты RF.

Ближнее поле далее делится на «реактивное» ближнее поле и «радиационное» ближнее поле. Внешняя граница реактивной области ближнего поля обычно считается удаленной от поверхности антенны, умноженной на 1 / 2π длины волны (λ / 2π или 0,159 x λ). Излучательное ближнее поле покрывает оставшуюся часть ближнего поля от λ / 2π до λ (одна полная длина волны).

В реактивном ближнем поле (очень близко к антенне) взаимосвязь между интенсивностями полей E и H слишком сложна, чтобы ее предсказать.Любой компонент поля (E или H) может доминировать в одной точке, а другой — в точке, находящейся на небольшом расстоянии. Это чрезвычайно затрудняет определение истинной плотности мощности. Необходимо не только измерить E и H, но и новый термин, называемый фазовым соотношением между E и H. Существующие измерительные приборы (такие как приборы OSHA Narda и Holaday) измеряют только величину E или H, а не это фазовое соотношение. Хотя было бы очень полезно знать истинную плотность мощности, наши нынешние усилия по обеспечению соответствия не требуют, чтобы мы ее определяли.Во время проверки соответствия компоненты поля E и H измеряются отдельно, считываются с измерителя как величины E ² и H ², и каждая величина сравнивается индивидуально с Руководством по защите от радиочастот (RFPG). стандарт ANSI C95.1-1982. Если значение поля E или H превышает пределы RFPG, уровень считается высоким.

Как вы уже догадались, реактивная зона ближнего поля приготовила для вас еще один сюрприз.В этой реактивной области не только электромагнитная волна излучается наружу в космос, но и есть «реактивный» компонент электромагнитного поля. Очень близко к антенне энергия неизвестного количества сдерживается и накапливается очень близко к поверхности антенны. Этот реактивный компонент может быть источником путаницы и опасности при проведении измерений в этой области. В других регионах плотность мощности обратно пропорциональна квадрату расстояния от антенны. В непосредственной близости от антенны уровень энергии может резко возрасти при небольшом дополнительном движении к антенне.Эта энергия может быть очень опасной (даже опасной) как для людей, так и для измерительного оборудования с высокой мощностью.

Осторожно: Когда радиационные размеры антенны находятся на гораздо меньше , чем одна длина волны и / или частота низкая (как с термоусилителями), особенно важно знать о потенциально опасных реактивных полей, которые могут СУЩЕСТВУЮТ В РЕАКТИВНОМ БЛИЖАЙШЕМ ПОЛЕ. Соблюдайте особую осторожность как для вашей безопасности, так и для оборудования при проведении измерений в ближнем поле, в случае термосварочных машин.По мере того, как вы приближаетесь к антенне в реактивном ближнем поле, энергия может увеличиваться намного быстрее, чем рассчитывается по закону обратных квадратов. Некоторая электромагнитная энергия накапливается в ближнем поле вблизи антенны, что может быть неожиданным источником опасной энергии. Эта энергия «реактивного поля» особенно опасна для систем большой мощности. Чем ближе вы подходите к источнику излучения, тем осторожнее следует проявлять осторожность.

Излучательное ближнее поле не содержит каких-либо реактивных составляющих поля от антенны-источника.Энергия — это все лучистая энергия. По мере того, как вы продвигаетесь дальше в радиационное ближнее поле (одна половина длины волны на одну длину волны от источника), соотношение полей E и H не преподносит столько сюрпризов, как в реактивном ближнем поле, но соотношение E и H будет все еще сложный. Поскольку радиационное ближнее поле по-прежнему является частью ближнего поля, следует проявлять осторожность в отношении личной безопасности и безопасности оборудования. Металлические объекты, такие как стальные балки, могут действовать как антенны, получая, а затем «повторно излучая» часть энергии, образуя новую излучающую поверхность, которую следует учитывать.Мало того, что эта новая излучающая поверхность имеет свои собственные области ближнего поля, уровни энергии могут быть шокирующе высокими. Соблюдайте осторожность рядом с такими металлическими предметами.

Все показания ближнего поля требуют особого внимания. Как правило, показания, полученные на расстоянии ближе одной длины волны, требуют измерения полей как E, так и H. Хорошее общее практическое правило: «Измерьте поле E выше 300 МГц и измерьте оба поля — поле E и поле H ниже 300 МГц». Например, при обследовании радиочастотного оборудования для термосварки на частоте 27 МГц (λ = 11.1 метр, или 36,4 фута), необходимо измерить E и H, поскольку измерение выполняется в ближней зоне. Две длины волны на 27 МГц находятся на расстоянии 22,2 метра (72,8 фута).

При проведении измерений в ближнем поле вы можете заметить, что значения E и H значительно различаются от точки к точке. Очень сильное поле E или H может существовать всего в нескольких дюймах от очень слабого поля E или H. При попытке «измерения мощности» в ближнем поле постарайтесь провести измерения поля E и поля H в одном и том же физическом месте , особенно если необычные пики и впадины наблюдаются от точки к точке.Разница может составлять всего сантиметр или может достигать одного метра. Насколько осторожно следует проявлять осторожность, станет для вас очевидным, наблюдая за резкими изменениями на дисплее измерителя.

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом разделе границы для ближней и дальней областей поля были определены только с точки зрения длины волны. Собственно, границы основаны на большем. Максимальный габаритный размер (D) излучающей антенны является основным фактором при определении этих границ. Это физически измеренная длина.Выше мы предполагали, что «D» имеет длину одной волны или меньше. Для антенн, подобных тем, которые установлены на домах для телевидения (дипольные антенны), «D» будет длиной излучающего плеча; а для радиолокационной установки или термоуплотнителя «D» может быть максимальным размером отверстия порта (или апертуры), через которое проходит электромагнитная волна.

В большинстве ситуаций «D» имеет длину от одной четверти до одной полной длины волны (λ), но есть некоторые ситуации, когда «D» может быть намного больше или намного меньше, чем «λ». Когда «D» намного больше 2, чем «λ», граница дальнего поля не равна 2λ, как показано на рисунке 1, а равна 2 D ² / λ.

Граница дальнего поля = 2 D ² / λ

, где D = наибольший излучающий размер антенны
λ = (лямбда) одна длина волны

Следовательно, если максимальный габаритный размер превышает «λ», граница дальнего поля простирается дальше, чем 2λ. Таким образом, нам может потребоваться измерить компоненты поля E и H даже за пределами расстояния 2λ> или когда частота выше 300 МГц «практического правила». Но не паникуйте, такие ситуации обычно являются исключением, но вы должны знать об их существовании.

Чаще антенна может быть такой, что максимальный габаритный размер (D) намного меньше одной длины волны. В этих случаях «радиационная» часть ближней области может вообще не существовать. Однако более противное «реактивное» ближнее поле все еще существует, и оно простирается до X / 2π от источника. Таким образом, даже в случаях, когда «D» намного меньше, чем «λ», лучше всего следовать практическому правилу измерения как поля E, так и поля H для частот ниже 300 МГц.

Границы, показанные на рисунке 1, не следует рассматривать как жесткие, но это значения, полученные путем консенсуса, чтобы помочь классифицировать характеристики и поведение волнового движения по областям. Характерное поведение, выраженное в одном регионе, не полностью исключено из существования в меньшей степени в соседнем регионе. Множественные характеристики переходной зоны являются ярким примером перекрывающегося поведения. Границы регионов в первую очередь указывают на то, где определенные характеристики требуют особого внимания.

Пожалуй, в заключение нам лучше всего рассмотреть два примера. Дальнее поле для излучения микроволновой печи на частоте 2,45 ГГц находится всего в дюймах от источника, поэтому достаточно измерить только поле E. Однако для радиочастотных (RF) термосварщиков, работающих на частоте 27 МГц, необходимо измерять как E, так и H, потому что мы находимся в ближнем поле. Даже когда «D» очень мало, «реактивная» граница ближнего поля λ / 2π на частоте 27 МГц составляет 1,77 метра (5,8 футов). Таким образом, радиочастотные герметики и все измерения в ближнем поле требуют особого внимания к обоим компонентам поля.

VII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

В этом разделе описаны две связанные темы: электромагнитные помехи (EMI) и электромагнитная восприимчивость (EMS). Термин EMI в основном используется для описания электрических сигналов, которые исходят от одного источника и мешают работе другого электронного устройства. По сравнению со звуковыми волнами, музыка для одного человека может быть помехой для кого-то в соседней комнате. EMS занимается тем, как EMI нарушает нормальную работу устройства-жертвы.

Приборы соответствия

OSHA — это небольшие, легкие и работающие от батарей устройства. Чтобы добиться небольшого веса, используются маленькие батарейки и маломощные схемы. Некоторые схемы используют аналоговые сигналы (напряжения и токи различной амплитуды), а некоторые — цифровые (импульсы напряжения для обозначения единиц и нулей). Когда в любой из этих цепей используются низкие уровни мощности, они становятся более восприимчивыми к помехам от внешних электромагнитных полей.

Вселенная полна электромагнитных полей, и они постоянно смешиваются с электромагнитными полями, которые управляют нашими электронными схемами.Когда внешнее поле индуцирует в цепях прибора сигналы, значимые по сравнению с обычными сигналами цепей, возникают помехи. По мере увеличения силы мешающего поля и уменьшения уровня мощности схемы прибора вероятность нежелательных откликов значительно возрастает. Помехи могут привести к ошибочным данным, нежелательным результатам, ложным тревогам или даже к полному отключению прибора. Эффекты могут быть совершенно непредсказуемыми. Надлежащая электромагнитная защита признана важнейшим элементом конструкции маломощного оборудования.

Для защиты от электромагнитных помех цепи иногда экранируют в металлических корпусах, называемых электромагнитным экраном. Экранирование также используется для предотвращения излучения электромагнитных помех от источника. Части стереосистемы, обрабатывающие сигналы низкого уровня, экранированы, чтобы не допускать гудения линий электропередач с частотой 60 Гц. Большие компьютеры экранированы, чтобы предотвратить излучение электромагнитных полей и создание помех для другого оборудования. Иногда добавляются дополнительные схемы, называемые фильтрами электромагнитных помех, для перенаправления нежелательных сигналов от чувствительных схем.Обычно фильтры электромагнитных помех встроены в схему оборудования.

Восприимчивость схемы к радиопомехам называется ее электромагнитной восприимчивостью (EMS). Приборы, не показывающие влияния сигналов на одной частоте, могут вести себя совершенно иначе на другой. Физические размеры схемы прибора, электрические характеристики и экранирование — все это влияет на частотную зависимость характеристик EMS прибора. Часто производители мало или совсем не беспокоятся о EMI и EMS, пока кто-то не пожалуется на проблемы задолго до начала производства.Проблемы EMI и EMS могут быть решены с помощью хорошей конструкции, достаточного тестирования и надлежащих мер безопасности со стороны пользователя.

VIII. ПРОБЛЕМА СООТВЕТСТВИЯ OSHA И ПРИНИМАЕМЫЕ ДЕЙСТВИЯ:

Ветераны комплаенс-офицеров согласятся, что EMS не представляет серьезной проблемы со старыми приборами. Схема работала на достаточно высоких уровнях мощности, чтобы не было замечено влияние внешних полей. Новые приборы OSHA потребляют меньше энергии и более портативны, но с большей вероятностью будут подвержены электромагнитным помехам.Проблемы с электромагнитным излучением возникли при первоначальной покупке дозиметров DuPont Mark 1, что привело к отзыву и модификации 400 единиц. Чтобы избежать повторного отзыва, инструменты перед покупкой проходят тщательную проверку в лаборатории Цинциннати на предмет EMS. Примерами недавно протестированных инструментов являются аудиодозиметры, счетчики горючих газов, насосы для отбора проб воздуха и измерители скорости воздуха.

В результате этого тестирования многие производители узнали об EMS и начали разрабатывать инструменты для снижения восприимчивости.Тем не менее, EMS все еще не получает должного внимания со стороны некоторых производителей инструментов промышленной гигиены. Некоторые инструменты демонстрируют снижение производительности при воздействии напряженности электромагнитного поля до 0,01 мВт / см ². Для сравнения: стандарт безопасности работников OSHA 1970-х годов составляет 10 мВт / см ², а стандарт ANSI C95.1-1982 — 1 мВт / см ² для частот, представляющих для нас наибольшую озабоченность. Хотя уровни неионизирующего излучения, нарушающие этот стандарт OSHA, не очень распространены, более низкие уровни, которые, как установлено, влияют на некоторые инструменты промышленной гигиены, встречаются чаще.Разумно ожидать, что инструменты OSHA будут подвержены этим уровням. На рисунке 2 графически показаны эти уровни.

Рис. 2. График, показывающий уровни радиочастот для проблем EMS (плотность мощности Pdis в мВт / см2)

В присутствии электромагнитного поля ухудшение характеристик прибора проявляется в любых проявлениях: от незначительных отклонений до грубых ошибок или даже полного отказа прибора. инструмент. Симптомы помех могут включать: ложное срабатывание прибора, изменения показаний без очевидной причины, периодические сбои, нелогичные отображения и т. Д.Даже когда эти очевидные симптомы отсутствуют, ошибки, вызванные СЭМ, могут снизить точность показаний прибора.

Чтобы убедиться, что новые инструменты OSHA соответствуют минимальным критериям восприимчивости к EMS, лаборатория OSHA в Цинциннати проводит тесты EMS на портативных инструментах, которые OSHA рассматривает для покупки. Это часть программы оценки оборудования лаборатории. Существующее оборудование также запланировано на тестирование EMS для проверки точности работы. Это тестирование проводится в специальной камере, называемой поперечно-электромагнитной (ТЕМ) ячейкой.

IX. ВЫВОД:

Поздравляем! Вы подошли к концу. Надеюсь, это объяснение дало вам лучшее общее представление об электромагнитных (ЭМ) волнах и восприимчивости к нежелательным электромагнитным волнам. Темы непростые, и для их лучшего понимания требуется сложная математика.

Последующая служебная записка, которая будет выпущена позднее, будет описывать «Методы измерений для исследований неионизирующего излучения».Информация, содержащаяся в этой памятке, будет использована для выполнения реальных полевых измерений потенциально опасных радиочастотных электромагнитных полей.

X. ССЫЛКИ

[1] Типлер, Пол А., Physics , Worth Publishers, Inc., 1982, стр. 396.

[2] ANSI / IEEE 100-1984, Стандартный словарь терминов по электротехнике и электронике IEEE , 1984, стр. 305.

[3] Клейтон, Джордж Д.and Florence E., Patty’s Industrial Hygiene and Toxicology , John Wiley & Sons, New York, 1978, стр. 448.

[4] ANSI / IEEE C95.1-1982, «Американские национальные стандартные уровни безопасности в отношении воздействия на человека радиочастотных электромагнитных полей, от 300 кГц до 100 ГГц», 1982 г.

[5] ANSI C95.3 (1991) «Американский национальный стандарт, рекомендуемый для измерения потенциально опасных электромагнитных полей — РЧ и СВЧ».

ПРИЛОЖЕНИЕ A

СОКРАЩЕНИЯ И СИМВОЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЭТОМ ТЕКСТЕ

Ангстрем , единица длины, одна десятимиллиардная часть метра (0,0000000001), используется только на Рисунке 1
на странице 3. Все другие варианты использования сокращения «A» в этом тексте относятся к «амперам».

Амперы , ед. Электрического тока

Амплитудно-модулированная , также полоса частот коммерческого радио от 535
кГц до 1605 кГц

Потенциал электрического напряжения (Когда в этом тексте для обозначения потенциала электрического напряжения используется буква «E», это означает, что
обозначен как таковой.Все другие варианты использования буквы «E» в этом тексте представляют компонент электрического поля
электромагнитных полей.

Отношение электрического поля (E) к магнитному полю (H), в дальнем поле
это характеристический импеданс свободного пространства, 377 Ом.

Электромагнитные помехи

Электромагнитная восприимчивость

Частотно-модулированный , также полоса частот коммерческого радио от 88 МГц до 108 МГц

Гигагерц , один миллиард герц (1000000000 герц)

Магнитный , В этом тексте, если не указано иное, «H» — это составляющая магнитного поля электромагнитного поля.

Герц , единица измерения частоты (циклов в секунду)

килогерц , одна тысяча герц (1000 герц)

Лямбда , символ длины волны, расстояние, которое проходит волна за период времени, необходимый для одного полного цикла колебаний

мегагерц , один миллион герц (1000000 герц)

Микрометр , единица длины, одна миллионная метра (0.000001 метр)

Метр , основная единица длины в метрической системе

Единица измерения длины, одна тысячная дюйма

Милливатт на квадратный сантиметр (0,001 Вт на квадратный сантиметр площади), единица для плотности мощности
, один мВт / см2 равен десяти Вт / м2

Нанометр , одна миллиардная часть метра (0,000000001 метр)

Управление охраны труда

Плотность мощности, единица измерения мощности на единицу площади (Вт / м ² или мВт / см ²)

Радиочастотные помехи

Руководства по защите от радиочастот , как указано в таблице 1 стандарта ANSI C95.1-1982

УДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ПОГЛОЩЕНИЯ, как описано в стандарте ANSI C95.1-1982

Терагерц , один триллион Гц (1000000000000 Гц)

Телевидение, а также полоса частот коммерческого вещания от 54 до 72
МГц, 76-88 МГц, 174-216 МГц и 470-806 МГц

Вольт , единица измерения потенциала электрического напряжения

Вольт на метр , единица напряженности электрического поля

Вольт в квадрате на метр в квадрате , в данном тексте это величина напряженности электрического поля, умноженная на себя (вольт на метр, величина в квадрате)

Вт на квадратный метр, единица измерения удельной мощности, один Вт / м ² равно 0.1 мВт / см ²

ПРИЛОЖЕНИЕ B

ОБЪЯСНЕНИЕ ЗАКОНА ОБРАТНОЙ КВАДРАТЫ

В Разделе I было сказано, что все волны можно описать со ссылкой на их «амплитуду» или «силу». По мере того, как волна распространяется от источника, общая энергия, излучаемая источником, остается неизменной, но сила волны уменьшается с увеличением расстояния от источника.

Хотя это во многом похоже на классический двумерный пример колец ряби, расширяющихся по поверхности пруда, трехмерные волны требуют еще одного шага дальше.Вместо расширения колец мы можем представить себе расширяющиеся «сферы», распространяющиеся от источника по мере того, как волна распространяется от центрального возмущения (что-то вроде надувания концентрических воздушных шаров). Энергия волны распространяется на все большие и большие площади по мере увеличения радиуса, что приводит к уменьшению энергии на единицу площади, уменьшению «силы». Поскольку площадь поверхности сферы равна 4 π, площадь сферы увеличивается пропорционально «r ²», а энергия, равномерно распределенная по поверхности, обратно пропорциональна «r ²».Это известно как закон обратных квадратов.

Закон обратных квадратов определяется как: «Утверждение о том, что напряженность поля из-за точечного источника или освещенности от точечного источника уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника. Примечание. Для источников конечного размера это дает результаты с точностью до половины процента, когда расстояние, по крайней мере, в пять раз превышает максимальный размер источника (или светильника) с точки зрения наблюдателя ». ^[B1]

Рисунок B-1.Общая мощность, проходящая через каждую поверхность, одинакова для №1, №2 и №3. Однако плотность мощности (Pd) уменьшается с увеличением площади. Pd для области №2 составляет 1/4 от значения №1, а Pd для области №3 составляет 1/9 от значения №1.

Рассмотрим волну, распространяющуюся наружу в трех измерениях пространства, с данной поверхностью, расширяющейся по мере удаления от излучающего источника. Площадь поверхности вздувается, как расширяющаяся сфера. Площадь увеличивается пропорционально квадрату расстояния от источника волны (за исключением случаев использования параболических тарелочных антенн, таких как радары или спутниковые тарелки).Поскольку общая энергия остается постоянной, энергия на единицу площади (или плотность энергии) уменьшается. Таким образом, измеренная сила волны уменьшается по мере распространения волны в пространстве и распространяется на все большие и большие площади. По мере того как один принимающий объект перемещается дальше от излучающего источника, между двумя объектами передается меньше энергии.

Закон обратных квадратов сделал бы невозможным космическую связь на большие расстояния, но параболические тарелочные антенны были разработаны, чтобы изменить форму и перенаправить расширяющееся сферическое распространение в узкий луч.В большинстве обычных промышленных гигиенических приложений параболические антенны (часто называемые спутниковыми антеннами) не используются, и обычно можно предположить зависимость типа закона обратных квадратов.

ССЫЛКИ

[B1] ANSI / IEEE 100-1984, Стандартный словарь терминов по электротехнике и электронике IEEE, 1984, стр. 464.

ПРИЛОЖЕНИЕ C

СРАВНЕНИЕ УРАВНЕНИЯ E = H x 377 С E = I x R

В разделе III мы обсудили взаимосвязь между электрическим и магнитным полями.Поскольку инспекторы по соблюдению нормативных требований сталкиваются с необходимостью измерения этих полей, очень важно понимать основы взаимосвязи между E, H и плотностью мощности. В этом приложении взаимосвязь обсуждается более подробно путем сравнения E = H x 377 с его двоюродным братом E = I x R, законом Ома.

Поле E во многом похоже на потенциал электрического напряжения (E) электрических цепей, а поле H во многом похоже на электрический ток (I) в электрических цепях. В электрических цепях мы измеряем E и I в вольтах и амперах соответственно; E-поля и H-поля измеряются в вольтах на метр и амперах на метр соответственно.Там, где протекает электрический ток, с ним также связано напряжение. Там, где есть поле H, с ним также связано поле E.

Уравнение для электромагнитных волн в свободном пространстве E = H x 377 и уравнение для закона Ома E = I x R очень похожи. Оба уравнения являются частным случаем применения некоторых очень сложных математических утверждений, определяющих теорию электромагнетизма. В течение 18001-х годов математики и ученые сформулировали уравнения, чтобы выразить математические отношения, связанные с электромагнитными волнами.Эти уравнения предсказывают поведение электромагнитных волн. Три человека, которые внесли большой вклад в эту работу, — это К.Ф. Гаусс, Г.С.Ом и Джеймс Клерк Максвелл. Позднее Герц проверил работу Максвелла экспериментально. Применяя определенные условия, например, для плоской электромагнитной волны, распространяющейся через свободное пространство, формулы типа E = H x 377 вытекают из более сложной математики. E = I x R применяет принципы к проводящим средам (электрическим цепям). (В большинстве учебников по теории электромагнитных волн, таких как книга Джордана и Балмэйна, указанная как ссылка ^[C1], это обсуждается очень подробно.)

В простых условиях свободного пространства уравнения Максвелла можно свести к:

E = H x 377 (в условиях свободного пространства.)
и P _d = E x H W / м ² или P _d = 0,1 x E x H мВт / см ²

, где E = напряженность электрического поля в вольт / метр,

H = напряженность магнитного поля в Амперах / метр,

377 = характеристическое сопротивление свободного пространства, Z0

P _d = удельная мощность в Вт / м2 или мВт / см2 в зависимости от ситуации.

В условиях простой схемы на низких частотах применяются следующие уравнения:

E = I x Z или E = I x R (когда Z резистивный)

и P = E x I Вт (когда Z резистивный)

, где E = потенциал электрического напряжения в вольтах,

I = электрический ток в амперах,

Z = полное сопротивление цепи (резистивное и реактивное) в Ом,

R = сопротивление цепи в Ом,

P = мощность в ваттах.

Сходства между законом Ома для электрических цепей и условиями свободного пространства для электромагнитных полей очевидны, если сравнить их рядом:

Цепи	EM Fields
Потенциал напряжения (E), В	Напряженность электрического поля (Э), В / м
Электрический ток (I), Амперы	Напряженность магнитного поля (H), Ампер / метр
Импеданс цепи (Z), Ом	Характеристическое сопротивление (Z), Ом
Сопротивление цепи (R), Ом	Импеданс свободного пространства (Zo = 377), Ом
E = I x Z Вольт	E = H x Z Вольт / метр /
Когда Z = резистивный:	В дальней зоне Zo = 377 Ом:
E = I x R Вольт	E = H x 377 В / метр
и P = E x I Вт	и Pd = E x H Вт / метр2
Замена для E и I:	Замена на E и H:
P = I2 x R Вт	Pd = h3 x 377 Вт / м2
P = E2 / R Вт	Pd = E2 / 377 Вт / м2

Приведенное выше сравнение может помочь вам лучше понять взаимосвязь между полями E и H, если вы уже знакомы с теорией электрических цепей.

Простые соотношения свободного поля, указанные выше, применяются на расстояниях около двух или более длин волн от излучающего источника, называемых дальним полем. Здесь Z (отношение E к H) — фиксированная константа, равная 377 Ом, и здесь мы можем определить плотность мощности, измерив только поле E (или поле H), а затем рассчитать плотность мощности по нему. Счетчики обычно считывают показания в терминах E ² или H ². Плотность мощности равна E ², деленная на 377, или H ² умножить на 377 в этих условиях.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вышеупомянутое не применяется при работе в ближнем поле, потому что в ближнем поле Z обычно не равно 377 Ом или что-то близкое к нему. Фактически, в ближнем поле Z может иметь любое значение от 0 до бесконечности и может очень быстро меняться от одного положения измерения к другому. Вот почему необходимо измерять как E, так и H, когда мы проводим измерения в ближнем поле.

ССЫЛКИ

[C1] Джордан, Эдвард К.и Балмейн, Кейт Г., Электромагнитные волны и излучающие системы , Prentice-Hall, Inc., 1968, страницы 103, 118 и 120.

ПРИЛОЖЕНИЕ D

ПОДРОБНЕЕ ПО ПОЛЯРИЗАЦИИ

Поляризация — важное понятие при проведении электромагнитных измерений. Это объясняет, почему антенны рации должны быть направлены в одном направлении, чтобы обеспечить наилучший прием, и почему радиочастотные датчики обзора должны вращаться во время измерений.

Поляризация излучаемой волны — это «свойство излучаемой электромагнитной волны, описывающее изменяющиеся во времени направление и амплитуду вектора электрического поля: в частности, фигура, начерченная как функция времени по конечности вектора в фиксированном 1 месте. в космосе, если смотреть вдоль направления распространения.»^[D1]

Приведенное выше определение может сбивать с толку. Следующее обсуждение может быть использовано, чтобы уменьшить эту путаницу и дать вам лучшее представление об этой важной концепции

Излучаемые электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве, обладают свойством, называемым поляризацией. Это влияет на совместимость волн и определенных типов антенн. Есть несколько причин, из-за которых одни антенны принимают одну волну и отклоняют другие:

Физический размер антенны влияет на то, какая длина волны (или какая частота) будет эффективно излучаться или приниматься этой антенной.
Форма антенны помогает определить направленность антенны. Направленность включает направление по компасу, при котором антенна излучает или принимает электромагнитные волны.
Свойство поляризации описывает угловое направление вектора электромагнитного поля.

Все три этих свойства (физический размер, направленность и поляризация) являются отдельными и разными свойствами. Следующие страницы будут посвящены теме «поляризации».

Существует несколько типов поляризации: эллиптическая, круговая и линейная.Тип поляризации определяется угловым направлением вектора электрического поля.

Чтобы определить тип поляризации, можно представить себе наблюдение кончика изменяющегося во времени вектора электрического поля из фиксированной точки в пространстве вдоль направления распространения волны (это можно будет лучше визуализировать позже). Изображение, отслеживаемое этим векторным наконечником, обычно имеет эллиптическую форму, но обычно эллипс превращается в круг или прямую линию.

Следующая иллюстрация может помочь визуализировать поляризацию электромагнитных волн:

Рисунок D-1.Иллюстрация вертикальной поляризации

Как показано на рисунке D-1, мы можем представить себе циферблат с одной стрелкой, направленной прямо вверх в положение «12 часов». Дайте стрелке отойти от циферблата. Сразу после того, как первая стрелка покинет циферблат, дайте второй стрелке заменить ее на часах и также отодвиньте ее от циферблата. Повторяйте это снова и снова, пока устойчивый поток стрелок не начнет уходить от часов, все они будут направлены вверх под одним и тем же углом. Стрелки часов представляют вектор вертикально поляризованного электрического поля при его движении от источника.

ЭМ-волны различаются по амплитуде в течение одного цикла. Это изменение повторяется снова и снова для каждого цикла волны, когда она излучается. Давайте переместимся из нашей позиции наблюдения в новую позицию, смотрящую сбоку от часов. Если мы позволим каждой последующей стрелке часов (вектору поля E) отличаться по размеру (амплитуде) от предыдущей, мы получим вид сбоку, как показано на рисунке D-2.

Рисунок D-2. Иллюстрация вертикальной поляризованной волны, бегущей в космосе

Теперь мы можем вернуться в исходное положение просмотра, как показано на рисунке D-1.Пример вертикально указывающей часовой стрелки можно сравнить с вертикально поляризованным электрическим полем. Если кто-то протянет руку, чтобы поймать одну из стрелок часов, он сможет поймать ее, только если его рука будет расположена под тем же углом (поляризация), что и стрелка часов, направленная к нему поперек. Помните, что стрелки направлены не на него, а вверх и вниз. Если его рука повернута боком, отличным от угла стрелок часов, он не сможет поймать ни одной. Если его рука ориентирована вертикально, он может поймать вертикальную стрелку, но не горизонтальную стрелку, и наоборот.

Так же, как направление вектора электрического поля определяет поляризацию электромагнитного поля, поле H также зависит от вектора поля E. Чтобы увидеть это, добавьте еще одну стрелку к циферблату, чтобы теперь на часах были две стрелки, перпендикулярные друг другу, как на рисунке D-3.

Рисунок D-3. Отношение под прямым углом вектора поля E и H

Две стрелки часов на рисунке D-3 представляют векторы поля E и H. Если одна стрелка расположена в положении «12 часов» и называется вектором поля E, то другая стрелка в положении «9 часов» будет вектором поля H.Два вектора расположены под прямым углом друг к другу. Поскольку поляризация определяется вектором поля E, изображенная поляризация является вертикальной. (Если бы вектор поля E был направлен в положение «3 часа», поляризация была бы горизонтальной. Если вектор поля E вращается, поляризация будет круговой или эллиптической.) В отличие от обычных часов, часы на рисунке D-3 требуют обе руки всегда должны быть соединены вместе под углом 90 градусов. Вектор поля H (показанный стрелкой «9 часов») всегда перпендикулярен вектору поля E.Стрелки можно указывать (наклонять) в любом направлении, но они всегда должны быть перпендикулярны друг другу. Если ориентация антенны наклонена в сторону под углом, поляризация передаваемого электромагнитного поля будет наклонена на тот же угол, но поля E и H все равно останутся перпендикулярными друг другу.

Как объяснено на приведенном выше рисунке, поляризация электромагнитного поля относится к полю E, с соответствующим полем H под прямым углом к полю E. Передающая антенна определяет угол поляризации излучаемого ею электрического поля.Радиоантенна гражданского диапазона (CB), направленная прямо вверх, будет излучать вертикально поляризованную волну, а горизонтальный «диполь», подобный установленным на крыше телевизионным антеннам, будет излучать горизонтально поляризованную волну. Наилучший прием достигается, когда приемная антенна поляризована (наклонена), чтобы соответствовать поляризации передающей антенны. Вот почему все антенны CB направлены в одну сторону, прямо вверх.

Следующий эксперимент наглядно демонстрирует поляризацию и важность согласования поляризации между антенной-источником и приемной антенной:

Возьмите две пары «поляризованных» солнцезащитных очков.Они должны быть поляризованы.
Используйте одну пару, чтобы отфильтровать свет, исходящий от фонарика.
Наденьте вторую пару.
Теперь наклоните голову на 90 градусов в сторону и обратите внимание, что один угол головы принимает проходящий поляризованный свет, а другой — нет.
Поверните поляризованные солнцезащитные очки, расположенные рядом с источником света.
Теперь снова наклоните голову и обратите внимание, что угол поляризации изменился на величину, повернутую на шаге (e).

ПРИМЕЧАНИЕ: В солнечный день предметы на приборной панели автомобиля можно увидеть отражением в лобовом стекле, но изображения будут гораздо менее заметны, если вы носите поляризованные солнцезащитные очки (при условии, что лобовое стекло тонировано).Если вы наклоните голову в поляризованных солнцезащитных очках, отражение изображения будет появляться и исчезать под углом 90 градусов.

При выполнении исследования неионизирующего излучения зонд прибора обычно представляет собой изотропную приемную антенну. Изотропный зонд принимает электромагнитные сигналы независимо от поляризации или направления движения. Такие зонды построены с использованием нескольких антенн, расположенных в трех отдельных, но перпендикулярных плоскостях. Изотропный зонд предназначен для получения одинаковых показаний независимо от того, в какую сторону направлен изотропный зонд в электромагнитном поле.

В заключение, иллюстрация часов и стрелок, представленная в этом приложении, была разработана, чтобы помочь читателю понять сложную концепцию поляризации. Электромагнитные волны на самом деле не передают энергию в виде «стрел» или «маленьких пакетов» энергии. Было бы ошибкой думать о передаче радиочастотной энергии как о чем-либо, кроме волны, энергия которой передается за счет изменения во времени электромагнитных полей.

ССЫЛКИ

[D1] ANSI / IEEE 100-1984, Стандартный словарь терминов по электротехнике и электронике IEEE, 1984, стр. 328.

Сноска 1: «Рентгеновские лучи исходят из внеядерной части атома, тогда как гамма-лучи испускаются ядром во время ядерных переходов или аннигиляции частиц». И рентгеновские лучи, и гамма (γ) -излучения оказывают ионизирующее действие на ткани. В то же время, в случае рентгеновских лучей, «… электроны могут взаимодействовать с ядром атома, создавая электромагнитное излучение непрерывного спектра (тормозное излучение)». «Гамма-лучи могут также возникать при взаимодействии нейтронов с ядрами…. соответствующие частоты: от 2×10 ¹⁸ до 2,5×10 ²¹ Гц «^[3]

Детектор электромагнитного излучения своими руками схема. Самодельный измеритель свч-излучения. Индикатор низкочастотных полей

Детектор жучков. Простая схема детектора напряженности

ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Индикатор электромагнитных полей своими руками. Самодельный измеритель свч-излучения

Процессы, происходящие внутри и снаружи человека при опросе

Необходимые материалы при сборке

Сборка и подготовка к работе

Точность показаний и другие вариации прибора

Послесловие

Простой полиграф (детектор лжи) схема:

Как сделать детектор лжи в домашних условиях

Полиграф своими руками, схема вторая

Детектор скрытой проводки своими руками

Способы, с помощью которых можно узнать, где именно проходит электропроводка в квартире

Схема устройства и материалы для изготовления искателя

Далее наступает самый сложный и важный момент – соединение всех элементов

НЕОБЫЧНЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Шаг 1: датчик Холла

Схема вентилятора

Принципиальная электросхема

Индикатор высокочастотных излучений

Ваш комментарий к вопросу:

Шаг 2: Требуемые материалы

Процесс сборки

Магнитное поле проводника с током

Видео работы детектора ВЧ

Настройка магнитометров

Воздействие токов на магниты

Полезные ссылки

Пассивный индикатор электромагнитного высокочастотного поля

Лучший DIY измеритель ЭДС или детектор призраков Принципиальная схема

Простой детектор электромагнитного излучения с использованием TL071

(PDF) Новый детектор электромагнитного поля для сверхнизкочастотной энергии

LearnEMC — Введение в электромагнитное излучение

Контрольный вопрос

Поля, создаваемые малой токовой петлей

Поля, произведенные электрически малыми схемами

Пример 1: Оценка излучаемого поля от электрически малой цепи

Пример 2: Оценка излучаемого поля от небольшой цепи с низким сопротивлением

Входное сопротивление и радиационная стойкость

Пример 3: Радиационная эффективность электрически малой цепи

Резонансный полуволновой диполь

Контрольный вопрос

Пример 5: Радиационная эффективность полуволнового диполя

Четвертьволновые монополи

Контрольный вопрос

Диполи смещены от центра

Характеристики эффективных и неэффективных антенн

Контрольный вопрос

Слотовые антенны

Приемные антенны

Пример 6: Оценка максимального напряжения, связанного с полуволновой дипольной антенной

Пример 7: Оценка максимального напряжения, связанного с электрически короткой дипольной антенной

Eddy Bergman.com: ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ.

Make this Insect Wing Signal Detector Circuit

Insect Wing Triggered ELF

Mosquito Wing Beats

Обнаружение звуков НЛО

Использование энергии нулевой точки

Обнаружение удаленного шума переменного тока

Электромагнитное излучение: Полевая памятка | Управление охраны труда

И.ВОЛНЫ В ОБЩИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛНАХ:

II. ЕДИНИЦ:

III. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И МАГНИТНЫМ ПОЛЯ:

IV. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ:

V. ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ:

VI. БЛИЖНИЙ ПОЛЕ ПРОТИВ ДАЛЬНЕГО ПОЛЯ:

VII. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

VIII. ПРОБЛЕМА СООТВЕТСТВИЯ OSHA И ПРИНИМАЕМЫЕ ДЕЙСТВИЯ:

IX. ВЫВОД:

X. ССЫЛКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ A

ПРИЛОЖЕНИЕ B

ПРИЛОЖЕНИЕ C

ПРИЛОЖЕНИЕ D

Оставить комментарийОтменить комментарий