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電波はどういう仕組み出るのですか？
携帯電話や、電子レンジ、その他の家電などからは 意図的に電波を出しているものや電波が出てしまっているものがあります。 どういう仕組みでこれらの電波は出ているのですか？ 素朴な疑問です。簡単な説明で結構ですので宜しくお願いします。
- bonneville
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- 科学
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- cato_01
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電波はどういう仕組み出るのですか まず、電波とは、 1. 電気が発振しているところで現れている 現象で、周波数が高いと、銅線を乗り越えて、飛び出していく。 2. 電子と言う粒子そのものが、飛びながら電界・磁界(90度の変異)を 伴って、振動している。 3. 波であるため、1秒間に何回振動しているか、が成り立つ。 その逆数が、波の長さ。 電子レンジはマイクロ波 1μm ほど 空中戦電力が200ワットほど。 電子レンジの頭に真空管があり、底に向かって発射されている。 ほとんど漏洩はしないが、動作中、蓋をあけるなど、無謀なことをすれば、 近似・放射能汚染を引き起こす。 家電の漏洩は、仕組みが違う。家電には大抵、水晶発振子があり、 小型のコンピュータと言ってもよい。デジタル回路であるので、 倍数率が成り立ち、水晶発振子の 偶数高調波・奇数高調波が 漏洩している。人体には影響ないが、周りに、ラジオ等・受信元が あれば、放送波などと干渉する。 これらの波は、周波数の複数(Σ)である。 単一の波を受けるのには、アンテナを使う。短波帯であれば、 八木・宇多アンテナが最適。 1秒間に30万キロメートル 飛ぶ。波のサインが始まりサインが終わるまでの 長さを2メートルとすれば、1メーターの銅線を張り、真ん中から給電すれば 受信できる。
- a-saitoh
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電池で動く時計は直流とはいえ、モータの動きにつれて電流は増減しています。また、モータのコイルに流れる電流は交流であるかも知れません。 そのため電磁波は発生しています。ただ、時計が使う電力は単3電池で1年くらい持つくらい少しなので、発生する電波強度ものすごく弱いとは思いますが。 他の直流機器の例で言うと、懐中電灯も、スイッチを入れる瞬間と切る瞬間には電波が出ています。スイッチを入れている間は豆級に流れる電流は一定なので電波は出ていないはず。 おっと、もっと細かいことをいえば、常温の物体は絶対温度で言うと300度程度なので、輻射がでていますね。輻射の主成分は赤外線ですが、電波も出ているそうです。
- maramatanga
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電波の実体は、電場（電界ともいう）と磁場（磁界ともいう）が交互に繰り返して、お互いに誘導的に発生させ合いながら（位相は９０度異なり縦波・横波の繰り返しとなる）光速で連続的に進む電磁波です。したがってそれは、空気を媒介とするものではなく真空中でも進みます。実際の発生機構は通信用と電子レンジ用では若干異なるようです。 通信用電波を発振させる原理を単純化すると、導体中の電流を高速度で変化させることで空間に電場と磁場を放出し、それが光速度で広がるということになります。実際にはこの導体は対向した電極であり、それを高周波電流で励振して電場を、その電場が磁場を、磁場が電場を発生させるわけです。ＴＶ用電波の送信出力は、数十ｋＷ程度と少ない（映像50kW/音声12.5kW）のには驚かされます。 電子レンジ用のマグネトロンでは電極を筒型の陽極とその中心軸線上に設けた陰極線で構成させ、高周波磁場を陰極に平行に印加して陰極から陽極へ向かう電子と交互作用させて電磁場（マイクロ波）を発生させます。マグネトロンはさらに進化し、陽極を分割して隣接電極間に共振回路を接続する方式や、複数個の空胴共振器に振動エネルギーを供給させて振動を持続する空胴マグネトロンと称する方式に進化しています。 アンテナのホームページ「電波の発生」：http://www2.odn.ne.jp/~cbl76000/ANTENNA_EXP.html ＴＤＫテクノマガジン 第五回「電子レンジのマグネトロン」の巻： http://72.14.235.104/search?q=cache:cVCA_wqAQuEJ:www.tdk.co.jp/techmag/ninja/daa52000.htm +%E3%83%9E%E3%82%B0%E3%83%8D%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%B3%E3%81%AE%E5%8E%9F%E7%90%86&hl=ja&gl=jp&ct=clnk&cd=1
- fba
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#2さんの紹介されたURLの中にある電波の概念図ですが、誤解を招く恐れがあるので補足させてください。 この図では電界と磁界が交互に出来ていますが、実際には電界と磁界の強さは比例するので電界の振幅方向と90度ずれた方向に磁界の振幅が現れます。 電波の出る仕組みですが、電流が流れると同時に磁界が電流の強さに比例して発生します。この電流が変化すると磁界も比例して変化しますが、これを空間に撒き散らしたものが電波という考え方でおおよそ問題ないと思います。例えばAMラジオの横で電灯のスイッチを入れたり切ったりすると雑音が入ることがありますが、これも電波が出ている状態です（スイッチのON/OFF＝電流の変化）。無線通信の初期の頃には火花放電で意図的に電波を作っていたくらいです。
補足
親切なご説明ありがとうございます。 電解と磁界の波の図は見た記憶があります。 よく考えたら ラジオのスイッチをONにする。→電波を受信して放送の音声を出力する。 ですから、常に様々な周波数の電波、大量の電波を我々は浴びているんですね・・・。当然と言えば当然ですが・・・。
- a-saitoh
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交流→電界の変化→変動する磁界→変動する電界→変動する磁界→変動する電界→変動する磁界→・・・ というように電界が磁界を生み磁界が電界を生むことで伝わっていきます。 参考URLは易しい解説です。
お礼
ご回答ありがとうございます。 交流だから電流の変化が起き、電波が発生するのですか。 直流の電源、例えば乾電池で動く時計は電波を発生しないのですか？
- chie65536
- ベストアンサー率41% (2512/6032)
弦楽器の弦を弾くと、弦が振動し、その振動が空気を振動させ、空気の振動が広がります。 それが「音波」です。 この時、弦の長さを変えると、音の高低が変ります。 導体に特定の周波数の電気信号を流すと、導体の電子が振動し、その振動が空気の電子を振動させ、電子の振動が広がります。 それが「電波」です。 この時、流す電気信号の周波数と導体の長さに密接な関係があり、この２つが食い違うと「空気に伝わるよりも、電気信号を流している送信機の方に跳ね返る方が、伝わりやすい」と言う状態になり、電波がほとんど出ません。 よく、ＴＶアンテナとＴＶを繋ぐのに「同軸ケーブル」と言うのが使われますが、あのケーブルの芯線に流れている電気信号も「電波」です。 芯線の中を電波が流れると、やはり電波が外に漏れます。 その漏れを防ぐのが同軸ケーブルの外側の網線で、あの網の目で電波が内側に跳ね返して漏れを防ぎ、同時に、外側から余計な電波が飛び込むのを防ぎます。
お礼
質問後すぐに回答下さってありがとうございました。 お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。 わかりやすい回答ありがとうございました。 >よく、ＴＶアンテナとＴＶを繋ぐのに「同軸ケーブル」と言うのが使われますが、あのケーブルの芯線に流れている電気信号も「電波」です。 これは電流のような気がするのですが（イメージ的に）・・・違うんでしょうか？ 同軸ケーブルをよく存じないのですが、導線を介していないのですか？
お礼
意図的にどうやって電波を発しているのかが一番の疑問でした。 携帯電話は内部で電流の変化を起こさせて電波を発信しているのですね。 常に微弱な電波を基地局に送っているということは常に電流変化を起こしているということですか・・・。大変勉強になりましたありがとうございます。