Électromagnétique et Rayonnement Flashcards
technique de récupération d’énergie solaire et pb
micro-onde ou laser. Pb coût de production et taille de plusieurs km
énergie électrique u, i et p
u(t) = E(t)d avec d la distance entre les plaques du condensateur ; i(t) = dQ/dt = dDS/dt avec D champ de passage et Q charge électrique. p(t) = ui = E(t)dD/dtSd. w(t) = int {0 à D(t)} [E.dD]
énergie magnétique
w(t) = int {0 à B(t)} [H.dB]
ordre de grandeur B air
B= 1T et ur (perméabilité de l’air) = 1 ; w(mag) = 400 kJ/m^3
ordre de grandeur E isolant polymère
E = 300 kV/cm et € (perméabilité) = 4 ; w(elec) = 2 kJ/m^3
puissance E rayonnée onde plane
E = Re [Em exp(j(wt-2pi*x/lambda))] avec Em amplitude, x la direction de propagation et lambda le nb d’onde (lambda = c/f)
puissance H rayonnée onde plane
H = Re [Hm exp(j(wt-2pi*x/lambda))]
impédance du milieu par rapport au champ
n = Em/Hm
vecteur de Poynthing
S = 1/2 E*H en W/m^2
puissance du vecteur de Poynthing
S = Em^2/2n
ordre de grandeur de S dans l’air
S = 10 GW/m^2
théorème de Poynthing
Ps = P + Pl + j2w(Wm-We) avec Ps puissance délivrée par les sources situées à l’intérieur du volume ♤ ; Pl puissance dissipée dans le volume ♤ ; P puissance complexe sortant du volume ♤ ; Wm moyenne temporelle de l’énergie magnétique dans le volume ♤ ; We idem pour énergie électrique
fréquence spectre électromagnétique de référence / spectre visible
entre 1 Mhz et 10 GHz (radar) ; spectre visible entre 450 (rouge) et 750 (violet) THz
fréquence micro-onde
entre 300 MHz et 100 GHz
fréquence chauffage par induction
entre 1Hz et 1 MHz
techno hyperfrequence
tubes ; diode Gunn ; transistor
hyperfrequence : tubes (f, P, applications)
klyston, magneton, gyrotron ; fréquence entre 1 et 100 GHz ; puissance inf à 500 kW ; applications : liaison télé, chauffage industriel, Tokamak
hyperfrequence : semi-conducteur (f, P, applications)
f [10 - 100 GHz] ; p inf à 1W , appli : radar doppler, radar antocollision
hyperfrequence : transistor (f, P, applications)
f [1 -10 GHz] ; p inf à 10W , appli : telecom
magnetron
Tech du four micro onde, rdt limité (52% pour B=0,5T et I = 17A)
mode de transmission
TM (transverse magnétique) : onde stationnaire dans E ; TE, TEM (transverse électromagnétique) meilleur mode ; mix mode (pire mode)
guidage des ondes
faible puissance (téléphonie) = structure ouverte ; forte puissance (radar) = fermée
pertes guide d’onde
effet de peau à f élevée
gain d’une antenne (formule)
G(0,○) = [Re(S(0,○,R))]/[Pray/4piR^2] avec 1er terme : puissance rayonnée dans une direction (angle 0) et 2e terme : puissance isotrope=puissance fournie répartie sur l’ensemble de l’espace (théorique)
gain d’une antenne (déduction)
plus je rayonne dans un cône étroit = plus je suis directif, plus G est grand
directivité
largeur du lobe principal calculé par la largeur angulaire de chaque côté du lobe ou l’intensité diminue de moitié
gain définition
augmentation de la puissance émise ou reçue dans le lobe principal
antennes
filaire, Yagi, cornet et parabole
antenne filaire
réception radioélectrique dans le spectre des radiofréquences par avions moyens et longs courriers, par navires en mer. Constitué d’un fil électrique alimenté sur une extrémité de longueur min lambda/2
antenne Yagi
HF et UHF, télévision (telecom sur courtes distances), antenne directive
antenne cornet
fortes puissances
antenne parabole
telecom longues distances, 2 réflecteurs
application antennes en réseau
création amplitudes et phases voulues. 5G par ex
applications rayonnement électromagnétique
recharge batteries voitures électriques sur route, téléalimentation, recharge par grapillage
