İçeriğe atla

Boşluğun empedansı

Boşluğun empedansı elektromanyetikte başta anten hesapları olmak üzere çeşitli hesaplarda kullanılan bir sabittir. MKS sisteminde birimi ohm dur. (Ω).Tanımı;

olarak verilir. Burada E ve H sırasıyla elektrik ve manyetik alan şiddetidir. Bu iki parametre aşağıda açıklanmıştır.

Manyetik alan şiddeti

Manyetik akı yoğunluğu B simgesiyle gösterilir ve MKS sisteminde birimi Wb/m2 veya T ’dır. (Wb weber biriminin, T ise tesla biriminin kısaltmasıdır.) Kimi fizik kitaplarında bu büyüklük manyetik alan şiddeti olarak tanımlanır. Oysa manyetik alan şiddetinin geleneksel tanımı farklıdır. Manyetik alan şiddeti H simgesiyle gösterilir ve birimi de amper/m dir. Elektrik mühendisliğinde kullanılan tanım da bu olduğu için, burada bu tanım kullanılacaktır.

Boşlukta manyetik akı yoğunluğu ve alan şiddeti arasında şu ilişki vardır.

Burada μ0 manyetik geçirgenlik (permeability) olarak bilinen bir katsayıdır.

Elektrik alan şiddeti

Elektrik alan şiddeti herhangi bir elektrik yükün birim elektrik yük üzerindeki kuvveti olarak tanımlanır. Simgesi E ve birimi de volt/m dir.

Elektrik alanı elektrik yüklerinin yanı sıra boşlukta elektromanyetik dalganın bir ürünü olarak da ortaya çıkar. Elektromanyetik dalganın gidiş yönüne dik olarak elektrik alanı oluşur. Elektromanyetik dalganın bir başka ürünü de hem gidiş yönüne hem de elektrik alanına dik olan manyetik akı yoğunluğudur. Elektrik alan ile manyetik akı yoğunluğu arasındaki ilişki:

Burada c elektromanyetik dalganın hızıdır.

Boşlukta elektromanyetik dalga hızı ölçülen bir sabittir. Boşluğun dielektrik sabiti ya da elektrik geçirgenliği (permittivity) adını alan diğer bir sabit te elektromanyetik dalga hızına bağlıdır.

ya da

Boşluk empedansının çeşitli gösterimleri

Boşluk empedansı elektromanyetik dalganın meydana getirdiği elektrik ve manyetik alanlar arasındaki orandır.

Empedansın birimi için boyut analizi yapılacak olursa, (volt/m) / (amper/m) = volt/amper = ohm olarak bulunur.

Bu oran yukarıda verilen sabitler cinsinden de hesaplanabilir:

Sayısal değer

Ancak anten hesapları vb. için bu kadar duyarlılığa gerek yoktur. Sayısal değerler yaklaşık olarak alınabilir.

Ayrıca bakınız

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Maxwell denklemleri</span>

Maxwell denklemleri Lorentz kuvveti yasası ile birlikte klasik elektrodinamik, klasik optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur. Bu alanlar modern elektrik ve haberleşme teknolojilerinin temelini oluşturmaktadır. Maxwell denklemleri elektrik ve manyetik alanların birbirileri, yükler ve akımlar tarafından nasıl değiştirildiği ve üretildiğini açıklamaktadır. Bu denklemler sonra İskoç fizikçi ve matematikçi olan ve 1861-1862 yıllarında bu denklemlerin ilk biçimini yayımlayan James Clerk Maxwell' in ismi ile adlandırılmıştır.

Poynting vektörü bir elektromanyetik alanın enerji akısını tanımlar. Adını, mucidi olan John Henry Poynting'den alır.
cgs birim sisteminde poynting vektörü şöyle tanımlanır:

<span class="mw-page-title-main">Mie saçılması</span>

Mie saçılması veya Mie teorisi, düzlem bir elektromanyetik dalganın (ışık) homojen bir küre tarafından saçılmasını ifade eder. Maxwell denklemlerinin Lorenz–Mie–Debye çözümü olarak da bilinmektedir. Denklemlerin çözümü sonsuz bir vektör küresel harmonik serisi şeklinde yazılır. Saçılma ismini fizikçi Gustav Mie'den almaktadır; analitik çözümü ilk kez 1908 yılında yayınlanmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Ampère kanunu</span>

Klasik elektromanyetizmada Ampère yasası kapalı bir eğri üzerinden integrali alınmış manyetik alanla o eğri üzerindeki elektrik akımı arasındaki ilişkiyi açıklayan yasadır. James Clerk Maxwell yasayı hidrodinamik olarak 1861 tarihli Fizikte kuvvet çizgileri üzerine makalesinde tekrar kanıtlar. Yasanın matematiksel ifadesi şu anda klasik elektromanyetizmayı oluşturan dört temel Maxwell denkleminden biridir.

<span class="mw-page-title-main">Jeostatik yörünge</span> ekvator üstünde bulunup Dünyanın dönüşünü takip eden yörünge

Jeostatik yörünge ya da Yer sabit yörünge, Dünya’nın çevresinde Dünya ile aynı dönme süresine sahip ve yerden bakılınca uzayda konumu sabit olan yapay uydu için hesaplanan yörünge. Yer sabit yörünge için yer yüzeyinden itibaren yükseklik sınırı 35.786 kilometredir. Bu yörüngede yer alan bir cisim, yerdeki sabit bir gözlemciye gökyüzündeki sabit bir nokta şeklinde görülecektir.

Radyo frekansı yayıncılıkta bir bilgi sinyali ile modüle edilmiş olan taşıyıcı sinyal anlamına gelir. Ancak, bu isim zamanla modüle edilsin, edilmesin, yüksek frekans anlamına da kullanılmaya başlanmıştır.

Açısal frekans periyodik harekette birim zaman içinde kaç radyan olduğunun ölçüsüdür.

Admittans elektrik mühendisliğinde karmaşık iletkenlik anlamına gelir. Admittans ile empedans çarpımı 1 dir. Admittans Y ile gösterilir. Birimi MKS sisteminde siemens (S)'dir. Kimi eski kitaplarda S yerine mho birimi de kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektromanyetik alan</span>

Elektromanyetik alan, Elektrik alanı'ndan ve Manyetik alan'dan meydana gelir.

<span class="mw-page-title-main">Koaksiyel kablo</span> televizyon ve uydu iletişim sistemlerinde kullanılan kablo türü

Koaksiyel kablo radyo frekansta kullanılan bir kablo türüdür. Bu kablonun kesit alanı iç içe dört maddeden meydana gelir. En içte canlı hat, yani sinyali taşıyan hat vardır. Bu uç dielektrik sabiti yüksek bir yalıtkan ile çevrelenmiştir. Yalıtkanın çevresinde iletkenlerden oluşan bir örgü vardır. Bu örgü topraklanmıştır. En dışta ise koruyucu kılıf yer alır. Bu yapı koaksiyel kabloların kendi kalınlığındaki diğer kablolara göre daha elastiki olmalarını sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Klasik elektromanyetizma</span>

Klasik elektromanyetizm, klasik elektromıknatıslık ya da klasik elektrodinamik teorik fiziğin elektrik akımı ve elektriksel yükler arasındaki kuvvetlerin sonuçlarını inceleyen dalıdır. kuantum mekaniksel etkilerin ihmal edilebilir derecede küçük olmasını sağlayacak kadar büyük ölçütlü sistemler için elektromanyetik fenomenlerin mükemmel bir açıklamasını sunar.

Matematikte, Poisson denklemi elektrostatik, makine mühendisliği ve teorik fizik'de geniş kullanım alanına sahip eliptik türdeki Kısmi diferansiyel denklemlerdir. Fransız matematikçi, geometrici ve fizikçi olan Siméon Denis Poisson'dan sonra isimlendirilmiştir. Poisson denklemi

<span class="mw-page-title-main">Yer değiştirme akımı</span>

Elektromanyetizmada yer değiştirme akımı elektrik yer değiştirme alanının değişim oranıyla tanımlanan bir niceliktir. Yer değiştirme akımının birimi akım yoğunluğu cinsinden ifade edilir. Yer değiştirme akımı gerçek akımlar gibi manyetik alan üretir. Yer değiştirme akımı hareketli yüklerin yarattığı bir elektrik akımı değil; zamana bağlı olarak değişim gösteren elektrik alanıdır. Maddelerde, atomun içerisinde bulunan yüklerin küçük hareketlerinin de buna bir katkısı vardır ki buna dielektrik polarizasyon denir.

Elektromanyetik dalga denklemi, elektromanyetik dalgaların bir ortam boyunca ya da bir vakum ortamı içerisinde yayılmasını açıklayan, ikinci dereceden bir kısmi diferansiyel denklemdir. Denklemin, ya elektrik alanı E ya da manyetik alan B cinsinden yazılan homojen formu şöyledir:

Fizikte çiftlenim sabiti, bir etkileşimde kuvvetin şiddetini belirleyen sabit veya işlevdir. Çiftlenim sabiti g veya ile gösterilir. Etkileşimin yapısına göre sabit olduğu durumlar olabildiği gibi herhangi bir değişkenin işlevi de olabilir. Siatemi belirleyen işlevler olan Hamilton işlevi veya Lagrange işlevi, genellikle kinetik ve etkileşim kısımları olarak iki kısıma ayrılabilir. Çiftnemim sabiti bir etkileşimin, kinetik kısma göre veya başka bir etkileşime göre şiddeti belirleyen unsurdur. Örnek olarak bir parçacığın elektrik yükü bir çiftlenim sabitidir.

<span class="mw-page-title-main">Planck yasası</span> belirli bir sıcaklıkta termal denge durumunda bulunan bir kara cisim ışımasının yaydığı elektromanyetik radyasyonu ifade eden terim

Planck yasası belirli bir sıcaklıkta termal denge durumunda bulunan bir kara cisim ışımasının yaydığı elektromanyetik radyasyonu ifade eder. Yasa 1900 yılında Max Planck bu ismi önerdikten sonra isimlendirilmiştir. Planck yasası modern fiziğin ve kuantum teorisinin öncül bir sonucudur.

Fiziksel sabit ε0, yaygın olarak vakum geçirgenliği, serbest uzayın geçirgenliği veya elektrik sabiti olarak adlandırılır. Bu ideal fiziksel sabit klasik vakumun dielektrik sabitinin mutlak değeridir. e0 sabitinin sayısal değeri:

e0 = 8.854 187 817... × 10-12 F·m-1 (metre başına farad).

Telekomünikasyonda alan şiddeti serbest uzayda ideal yarım dalga dipolun sağladığı elektrik alanıdır. Dünya üzerinde yansımalar ve engeller sebebiyle elektrik alanı genellikle hesaplanan değerden daha azdır. Ancak, çevresinden yeterince yüksek olan bir anten için hesaplanan değere yakın ölçümler yapılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Çift hat</span>

Çift hat telekomünikasyonda kullanılan bir yüksek frekans kablosudur. Birbirlerinden sabit uzaklıkta iki bakır iletken bir polietilen kılıf içerisindedir. Çift iletken olduğu için, kablo dengelidir. Kablo empedansını ise iki iletken arasındaki uzaklık belirler. En çok kullanılan 300 ohmluk kablolarda iletkenler arası uzaklik 7.5 mm. dir. Bu tip kablolar kıvrık dipol antenler için özellikle uygundur. Çünkü kıvrık dipollerin empedansları 300 ohm dolaylarındadır. Ayrıca dengeli olduklari için bağlantıda bir balun gerekmez.

İnce yapı sabiti ya da Sommerfeld sabiti (genelde α sembolüyle gösterilir), temel yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik etkileşimim gücünü tanımlayan boyutsuz bir fiziksel sabittir. Temel yüklü bir parçacığın elektromanyetik alanla eşleşmesini ifade eden temel yükle (e) olan ilişkisi ε0ħcα = e2 formülüyle tanımlanmaktadır. Boyutsuz bir nicelik olduğundan, ölçü sistemi fark etmeksizin sayısal değeri yaklaşık 1/137'dir.