Токи высокой частоты — переменный ток (начиная с частоты приблизительно в десятки кГц), для которого становятся значимыми такие явления , как излучение электромагнитных волн , и скин-эффект . Кроме того, если размеры элементов электрической цепи становятся сравнимыми с длиной волны переменного тока, то нарушается принцип квазистационарности , что требует особых подходов к расчёту и проектированию таких цепей .

Получение

Для получения токов с частотой до нескольких десятков килогерц применяют электромашинные генераторы , состоящие из двух основных частей: ротора и статора . Их обращённые друг к другу поверхности имеют зубцы, взаимное перемещение которых вызывает пульсацию магнитного поля. Частота получаемого таким образом тока равна произведению числа зубцов ротора на частоту его вращения. До 1950-х годов электромашинные радиопередатчики использовались в радиовещании и радиосвязи (см. Радиостанция Гриметон ).

Более распространённый способ получения ТВЧ — применение колебательных контуров . Это может быть электрическая цепь , имеющая в своём составе ёмкость и индуктивность . (См. Генератор сигналов ).

Для получения сантиметровых и миллиметровых волн (то есть тока с частотой в миллиарды герц), используют приборы с объёмным резонатором ( клистрон , магнетрон , ЛБВ , ЛОВ ). В безвоздушном пространстве вблизи раскалённого катода помещают электрод, в котором сделаны одна или несколько полостей, в которые направляется поток электронов. При правильном подборе напряжения электрического поля, направления и мощности потока электронов он группируется в отдельные сгустки. Длина электромагнитной волны, получаемой в полости резонатора, приблизительно равна удвоенной длине этой полости.

Применение

Токи высокой частоты применяются в машиностроении для термообработки поверхностей деталей и сварки (см. Скин-эффект ), в металлургии для плавки металлов, а также для получения электромагнитных волн необходимой частоты ( радиосвязь , радиолокация ).

Индукционный нагрев

Заготовка помещается внутрь установки, создающей за счёт обмотки переменное высокочастотное электромагнитное поле , которое, в свою очередь, заставляет двигаться свободные электроны в металлах , порождая тем самым переменный электрический ток внутри заготовок ; у диэлектриков же электромагнитное поле заставляет вращаться молекулы в зависимости от величины их дипольного момента .

Безопасность

Токи высокой частоты, как принято считать, безвредны при прохождении через человеческое тело благодаря скин-эффекту. Однако электрическое и магнитное поля, а также электромагнитное излучение, создаваемые в присутствии ТВЧ, вероятно может оказывать вредное воздействие на живые организмы.

Примечания

Это заготовка статьи об электричестве . Помогите Википедии, дополнив её.