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7 Fig.7 Un filo si accorda su una frequenza in funzione della sua lunghezza. Anche in certi strumenti musicali, come ad esempio l’Arpa, la diversa lunghezza delle corde viene utilizzata per emettere una ben definita Nota acustica. LUNGHEZZA D'ONDA SEMIONDA POSITIVA SEMIONDA NEGATIVA Fig.8 Anche un filo, utilizzato come antenna, si accorda su una sola e ben precisa frequenza. La frequenza di lavoro corrisponde ad un ciclo completo di un’onda intera, composta da una semionda positiva e da una semionda negativa. MAX. MAX. 1/2 l 1/2 l CORRENTE 0 TENSIONE Fig.9 In un filo risonante è sempre presente un’onda di Corrente e una di Tensione in opposizione di fase. Nel punto in cui risulta presente la massima Tensione, è presente una minima Corrente e viceversa come visibile nel disegno. sione, dopo 3/4 un massimo di corrente e un minimo di tensione ed al termine della sua lunghezza ci ritroveremo nuovamente con un minimo di corrente ed un massimo di tensione. I punti in cui la tensione e la corrente raggiungono il loro valore massimo vengono definiti Ventri ed i punti in cui la tensione e la corrente raggiungono i loro valore minimo vengono definiti Nodi (fig.10). Quindi nel punto in cui risulta presente un Nodo di corrente vi è sempre un Ventre di tensione e nel punto in cui è presente un Nodo di tensione è sempre presente un Ventre di corrente. Poichè spesso non ci si ricorda a cosa corrisponde un Nodo o un Ventre di tensione o di corrente memorizzate quanto segue: Nodo = valore minimo Ventre = valore massimo Poichè nei disegni non vengono mai riportate sull’antenna le due forme d’onda, cioè quella della tensione e quella della corrente, ma solo quella della corrente, non scriveremo più Nodo o Ventre di corrente, ma semplicemente corrente minima e corrente massima. LA LUNGHEZZA FISICA dell’ANTENNA In precedenza abbiamo precisato che la lunghezza d’onda della frequenza di 144 MHz risulta di 2,08 metri e la lunghezza d’onda della frequenza di 27 MHz risulta di 11,11 metri. Se acquistate un’antenna per i 144 MHz e una per i 27 MHz vi accorgerete che la loro lunghezza risulta esattamente pari alla metà della loro lunghezza d’onda, anzi per essere più precisi risulta minore: 144 MHz = lunghezza 1,0 metri 27 MHz = lunghezza 5,4 metri Ovviamente vi domanderete perchè venga usata metà lunghezza d’onda e non un’intera lunghezza e a questa domanda cercheremo di dare una risposta che servirà a dileguare definitivamente ogni dubbio. Come saprete, un’onda completa è sempre composta da una semionda positiva e da una semionda negativa che si alternano sul filo che funge da antenna: vale a dire che, quando è presente la semionda positiva, non è presente la negativa e viceversa. Usando un’antenna lunga metà lunghezza d’onda,
VENTRE TENSIONE NODO CORRENTE la semionda positiva parte da una estremità con una minima corrente (vedi fig.13), raggiunge metà lunghezza con la massima corrente e termina il suo percorso sull’opposta estremità del filo sempre con una minima corrente. Terminato il percorso della semionda positiva inizia quello della semionda negativa che, trovando il filo “libero”, partirà sempre con una minima corrente, raggiungerà metà lunghezza con la massima corrente e terminerà il suo percorso sull’opposta estremità con una minima corrente. Quindi metà lunghezza d’onda è più che sufficiente per far scorrere sullo stesso filo sia le semionde positive che le semionde negative. MAX. TENSIONE 1/4 2/4 3/4 4/4 VENTRE CORRENTE NODO TENSIONE CORRENTE VENTRE TENSIONE NODO CORRENTE 1/4 l 2/4 l 3/4 l MIN. TENSIONE MAX. TENSIONE TENSIONE VENTRE CORRENTE NODO TENSIONE MAX. TENSIONE MIN. TENSIONE TENSIONE Fig.11 Al centro ed alle estremità di un’antenna lunga un’intera lunghezza d’onda è sempre presente un Ventre di tensione. Su questi punti vi sono delle tensioni elevate che corrispondono a delle impedenze elevate. VENTRE TENSIONE NODO CORRENTE Fig.10 I punti in cui l’onda raggiunge il massimo valore di tensione o di corrente vengono chiamati Ventri e i punti in cui l’onda raggiunge il minimo valore di tensione e di corrente vengono chiamati Nodi. Questi punti si trovano collocati a una distanza di 1/4-2/4-3/4-4/4λ. Come è possibile vedere in questo disegno, nei punti in cui risultano presenti dei Ventri di tensione vi sono sempre dei Nodi di corrente o viceversa. Utilizzando un’antenna lunga esattamente metà lunghezza d’onda, sul suo punto centrale si otterrà sempre una corrente massima, sia per le semionde positive che per quelle negative. A questo punto dobbiamo precisare che sul punto in cui è presente la massima di corrente si ha un valore d’impedenza che normalmente si aggira intorno ai 60-80 ohm. Più ci si allontana dal centro dell’antenna più il valore dell’impedenza aumenta fino a raggiungere alle due estremità, dove è presente la corrente minima, i 5.000-6.000 ohm. Per calcolare metà lunghezza fisica di un filo da utilizzare come antenna, basta dividere la lunghezza di un’onda intera x 2. MIN. CORRENTE 1/4 l 2/4 l 3/4 l MAX. CORRENTE MIN. CORRENTE MIN. CORRENTE MAX. CORRENTE CORRENTE Fig.12 Al centro ed alle estremità di un’antenna lunga un’intera lunghezza d’onda è sempre presente un Nodo di corrente. I Ventri di corrente sono presenti solo in corrispondenza di 1/4-3/4λ. 8
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tutto quello che occorre sapere sui
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UNA COMPLETA GUIDA di ELETTRONICA C
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