Ondes électromagnétiques   Leave a comment

1. Comment a révolutionné l’électricité la vie dans le XXème siècle ?

La consommation et le transport de l’électricité, les télécommunications, l’investigation des profondeurs cosmiques et le modèle d’Einstein sur l’Univers, restent toutes sous le signe des oscillations électromagnétiques, qui ont étudié par James Faraday, J.C. Maxwell.

Les radiations électromagnétiques sont fréquemment utilisées et elles peuvent être générés en plusieurs façons : de chauffes banals pour eau ou nourriture à toutes sortes des appareils électroniques, des ampoules à incandescence à réactions nucléaires, de les antennes radio à radiogalaxies.

L’existence des ondes radio a été découverte par l’inventeur italien Guillermo Marconi.

Le physicien romain Nikola Tesla apporte une contribution importante à la création du premier radio. Il a construit un système qui peut transmettre et recevoir des signaux radio d’une distance de 3 km. En 1895 il a transmet le premier signal radio et en 1907 il a reçu un signal de Canada, la lettre « x » de Code Morse.

La télégraphie a été importante pour la communication entre bateaux, surtout en cas de catastrophe. Le premier message vocal a été transmis en 1900.

La radio a été une méthode de transmettre les sons par ondes radio. La radio s’appelle le dispositif récepteur. Aujourd’hui se transmettent plusieurs signaux, inclusivement images en mouvement (TV). Les ondes radio peuvent passer plusieurs corps non-métalliques, inclusivement le corps humain.

2.  Est-ce que la radio et la télévision peuvent être considérées comme merveilles dans le XXème siècle ?

Après la Première Guerre Mondiale (1914-1918) le développement technologique conduit à l’utilisation des ondes électromagnétiques dans le domaine de radiocommunications.

La plus large utilisation de la radio est la radiodiffusion, avec la télévision. Mais, dans les principaux domaines des radiocommunications, inclusivement les communications spatiales, est utilisée la télégraphie et la téléphonie.

La radio est formée par des circuits qui fonctionnent en régime sinusoïdal. Ces circuits sont basés sur la décomposition de la tension et de l’intensité en 2 composants :

–          Le composant actif de la tension

–          Le composant réactif de la tension

Les relations entre les composants de la tension

–          Le composant actif du courant

–          Le composant réactif du courant

Les relations entre les composants du courant

L’antenne est un circuit de courent alternatif formé d’une bobine avec l’inductance L et la résistance r et d’un  condensateur avec la capacité C, connectées en parallèle, nommé circuit oscillant. Le dipôle est alimenté par un générateur avec la tension alternative u et l’impulsion ω.

La transmission radio implique deux types d’équipements : un équipement pour émettre, qui émettra l’information en éther. Ceci reçoit l’information par un microphone et il l’applique à un amplificateur et après le signal est dirigé vers un modulateur. Ici le signal se mélange avec un signal de radiofréquence créé par un oscillateur local. Alors le signal est envoyé dans l’antenne.

Après, le signal est transformé en radiation électromagnétique, survient le second équipement et le plus connu : l’équipement de réception ou la radio. Ici le signal est capturé par l’antenne du récepteur, est démodulé, et après il est transmet à un amplificateur de basse fréquence. Le diffuseur est le dernier élément qui survient entre le récepteur et l’oreille humaine.

Les antennes utilisées dans le domaine de radiocommunication ont des configurations différentes  en fonction de domaine de fréquence pour qu’elles soient faites.

Pour les longueurs d’onde grandes sont utilisées des antennes dipolaires, et pour le domaine des micro-ondes sont utilisées des structures de type : « lentilles Luneberg ».

À présent, dans la technique des radiocommunications, la radiodiffusion et la télévision, à côté de la modulation en amplitude (MA) est utilisée la modulation de fréquence (MF) et la modulation de phase (MFz). La modulation de phase est simultanément une modulation de fréquence.

L’émetteur doit assurer la production d’un courent alternatif de haute fréquence et après le transmet dans l’antenne. À cause de la présence de ce courant, autour de l’antenne apparait un champ électromagnétique qui varie plus vite concomitant avec les variations du courant d’antenne. Dans l’antenne du récepteur le champ électromagnétique qui doit être réceptionné est identique avec celui de l’antenne d’émetteur, mais plus faible.

Sur l’antenne du récepteur agit simultanément un ensemble des ondes électromagnétiques et de diverses ondes électromagnétiques crées par les phénomènes électriques d’atmosphère (le soleil, les étoiles, foudres). Toutes ces ondes ont diverses fréquences et intensités. Pour choisir le signal désiré, le récepteur doit avoir une sélectivité, c’est-à-dire qu’il peut sélecter les signaux de radiofréquence d’un seul émetteur.

Dans le cas des émissions de radiodiffusion l’émetteur émet un spectre des fréquences. Donc les récepteurs radio doivent avoir une sélectivité, tels qu’ils puissent réceptionner les signales transmis dans une certaine partie de la bande de fréquence. Dans le cas de radiodiffusion, la bande doit avoir 9 kHz, parce que l’intervalle de fréquence entre deux émetteurs est de 9 kHz.

Pour transmettre les informations sont utilisées les ondes radio, qui ont le domaine de fréquence inclus entre dizaines de Hz et 1 GHz. Elles sont utilisées dans les transmissions radio et de télévision. Elles sont classées :

–          Ondes longues : 600m < λ < 2 km

–          Ondes moyennes : 100m < λ < 600m

–          Ondes courtes : 10m < λ < 100m

–          Ondes ultracourtes : 1cm < λ < 10m

La classification des ondes électromagnétiques :

  1. Ondes électriques
  2. Ondes radio
  3. Micro ondes
  4. Infrarouge
  5. Lumière
  6. UV
  7. X
  8. Radiations Gamma

3. Quels sont les autres applications des ondes électromagnétiques ?

         1.  L’énergie des micro-ondes a été utilisée dans les procès industriels en place des sources de chaleur présentant plusieurs avantages : le chauffage plus vite en profondeur, l’économie d’énergie et de temps, le transfert énergétique sans pollution.

            Pendant Le Second Guerre Mondial, deux britanniques ont inventé le magnétron (générateur de micro-ondes) utilisé premièrement dans le système de détection radar des avions. Accidentel, Percy Spencer a découvert que les micro-ondes génèrent une croissance très vite de la température, et en 1954 a été réalisé le premier four a micro-ondes commercial.

            2. Les radiations infrarouges sont associées avec la chaleur parce que les objets qui ont la température ambiante émettent des radiations en bande moyenne de IR (les radiations du corps noir).

            Les radiations IR sont utilisées par les équipements de vision nocturne pour les détecter et les convertir en images, les objets plus chauds apparaissant plus lumineuses. Ces équipements permettent l’indentification des hommes, des voitures et voir par la fumée.

            La photographie en IR est utilisée pour la capture des images émis par le spectre infrarouge. La radiation IR peut être utilisée pour déterminer la température des objets plus chauds.

            Les communications en IR utilisent des diodes (LED) pour certaines radiations centrées par des verres en plastiques dans un fascicule mince. Le fascicule est modulé pour codifier l’information. Le récepteur utilise une photodiode avec silicium pour convertir la radiation IR en circuit électrique.

  1. La pollution électromagnétique est-elle un mythe ?

            Les lignes électriques déterminent dans l’atmosphère des zones invisibles de pollution électromagnétique, extrêmement nuisibles par leur action sur les organismes vivants.

            Les champs électromagnétiques alternatifs provoquent des troubles du sommeil et des troubles cardiaques. Le problème est que les appareils qu’on utilise chaque jour (le TV, le radio, la machine à laver, le réfrigérateur, le fer à repasser, les mobiles, le grille-pain, le four a micro-ondes etc.) créent des champs électromagnétiques.

            Une étude suédoise montre que le risque de l’apparence de la leucémie est 4 fois plus élevé aux enfants qui vivent autour des lignes électriques contre les enfants qui ne vivent pas en contact avec ce type de pollution.

            Les chercheurs belges montrent que les maladies des arbres sont provoquées par ces radiations et non par les pluies acides.

Les fermiers se plaignent de plus eu plus de la moralité croissante des moutons, des bovines et de la productivité diminué, conséquences produits par les lignes électriques et par les antennes situées à côté des bergeries.

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publié mai 22, 2012 par mathsdanslaviequotidienne

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