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Intensità di campo

direzione di propagazione

Figura 1. Vettori di campo elettromagnetico

direzione di propagazione

Figura 1. Vettori di campo elettromagnetico

Intensità di campo

Se in un conduttore scorre una corrente alternata, attorno a questo conduttore si forma un campo elettromagnetico. Se il conduttore è aperto e alimentato da un generatore, in determinate condizioni (le cosiddette condizioni di emissione), il campo elettromagnetico può rimbalzare sull'estremità del conduttore e propagarsi nello spazio libero come onda elettromagnetica (si veda la sezione „Antenne radar“).

Data la natura duale del campo elettromagnetico, per descriverne l'intensità è necessario conoscere la sua forza elettrica e la sua forza magnetica. A volte i termini intensità del campo elettrico e intensità del campo magnetico sono utilizzati in un contesto simile. Entrambe le componenti del campo elettromagnetico totale sono vettori oscillanti, il cui orientamento reciproco è rigidamente definito nello spazio (Fig. 1). Qui, E sta per il vettore intensità del campo magnetico e H per il vettore intensità del campo magnetico. La densità di flusso di potenza, ovvero l'energia per unità di tempo attraverso l'unità di superficie, trasportata da un'onda elettromagnetica è descritta dal vettore di Poynting, indicato con il simbolo S. Per un'onda elettromagnetica armonica in propagazione, il vettore Poynting sarà oscillante e sempre orientato nella direzione di propagazione dell'onda.

Il vettore di Poynting è definito come il prodotto vettoriale dei vettori delle tensioni elettriche E e magnetiche H:

vettore dell'intensità del campo elettrico, [V/m];
vettore dell'intensità del campo magnetico, [A/m];
Vettore di Poynting, [VA/m²];
vettore dell'intensità del campo elettrico, [V/m];
vettore dell'intensità del campo magnetico, [A/m];
Vettore di Poynting, [VA/m²];

Come si evince dalla formula precedente, l'unità di misura del vettore di Poynting è VA/m², cioè la potenza (o energia per unità di tempo) per unità di superficie!

Figura 2: La densità di potenza del campo del trasmettitore non direzionale diminuisce con l'espandersi della geometria di propagazione.

Figura 2: La densità di potenza del campo del trasmettitore non direzionale diminuisce con l'espandersi della geometria di propagazione.

Quando l'energia ad alta frequenza viene irradiata con un radiatore isotropo, l'energia si propaga ugualmente in tutte le direzioni. Pertanto, le superfici con la stessa densità di potenza sono sfere concentriche di area ( A= 4π·R² ) intorno al radiatore. La stessa quantità di energia si „distribuisce“ su un'area di sfera sempre più ampia con un raggio crescente. Ne consegue che la densità di potenza sulla superficie della sfera diminuisce all'aumentare del raggio della sfera (Figura 2).

È evidente che la diminuzione della densità di potenza è proporzionale al quadrato della distanza tra il trasmettitore e il punto di osservazione. La diminuzione dell'intensità dei componenti del campo (elettrico E e magnetico H) è proporzionale alla prima potenza della distanza, cioè ha una relazione lineare. La presenza di sostanze assorbenti nel percorso di propagazione del campo (pioggia, nebbia, nuvole) causa un'ulteriore riduzione della densità di potenza.