Fushat dhe valet elektromagnetike

Fushat elektromagnetike

(EMF) shfaqen në çdo rast kur përdoret energjia elektrike. Ato janë të pranishme në mjedisin që na rrethon, por janë të padukshme për syrin e njeriut. Në natyrë ndeshemi me forma të ndryshme të valëve elektromagnetike si drita, furrat me mikrovalë, rrezet X, transmetimet radio televizive etj. Edhe telefonia celulare, sikurse dhe shumë aparatura të tjera që i përdorim në jetën tonë të përditshme, e mbështesin funksionimin e tyre tek valët elektromagnetike. Që nga koha e zbulimit prej mëse 100 vjetësh valët elektromagnetike kanë qënë në shërbim të njeriut, duke u bërë kështu pjesë e zhvillimit në rrugën e gjatë të civilizimit. Të gjithë këto forma të valëve elektromagnetike ndryshojnë nga njëra-tjetra nga gjatësia e valës, frekuenca dhe energjia që ato transportojnë. Kështu, spektri elektromagnetik përfshin valët me gjatësi nga më e gjata te më e shkurtra: valët e radios, mikrovalët, infra të kuqe, optike, ultravjollcë, rrezet X dhe rrezet gama.

Fushat EM mund të ndahen në fusha të frekuencave të ulëta dhe fusha të frekuencave të larta. Në grupin e parë bëjnë pjesë linjat e tensionit, aparaturat elektroshtëpiake dhe kompjuterat, ndërsa në grupin e dytë burimet kryesore janë radarët, pajisjet radio televizive, telefonët celularë dhe stacionet bazë të tyre. Fushat elektromagnetike quhen ndryshe dhe rrezatim jo-jonizues për arësye se në dallim nga rrezatimi jonizues (si rrezet gama) që gjendet në pjesën e sipërme të spektrit elektromagnetik, fushat elektromagnetike nuk kanë energji të mjaftueshme për të jonizuar atomet ose molekulat.

Fakte mbi valët elektromagnetike

Stacionet bazë të rrjetit celular përdorin të njëjtin lloj valësh radioje që përdorin edhe televizionet dhe radiot. Fuqia në dalje, e matur në vat (W), është ndryshimi thelbësor që i ndan këta transmetues nga telefonat celularë. Fuqia e transmetuesve të radios dhe televizionit është deri 1000 herë më e madhe se fuqia e një stacioni bazë të jashtëm të rrjetit celular. Fuqia e një stacioni të brendshëm të rrjetit është afërsisht e njëjtë me një telefon celular të zakonshëm.

Skeda:Elektromagnetizmi.gif

Elektromagnetizmi

Elektromagnetizmi përshkruan bashkëveprimet e thërrmijave të ngarkuara, me fushat elektrike dhe magnetike. Ai ndahet ne elektrostatikë, e cila bën studimin e bashkëveprimeve midis ngarkesave në prehje, dhe elektrodinamikë, e cila studion bashkëveprimet midiss ngarkesave në lëvizje dhe rrezatimit. Teoria klasike e elektromagnetizmit është e bazuar në ligjin e forcës së Lorencit dhe tek ekuacionet e Maksuellit. Elektrostatika është studimi i fenomeneve që lidhen me trupa të ngarkuar në prehje. Siç përshkruhet nga ligji i Kulombit, trupa të tillë aplikojnë forca mbi njëri tjetrin. Sjellja e tyre mund të analizohet nëpërmjet koncepteve të fushës elektrike që rrethon çdo trup të ngarkuar, e tillë që çdo trup i ngarkuar i vendosur në këtë fushë është subjekt i nje force në madhësi të drejtëpërdrejtë me madhësinë e ngarkesës dhe madhësinë e vlerës së fushës magnetike në atë pozicion. Nëqoftëse forca është tërheqëse apo shtytëse kjo varet nga polariteti i ngarkesës. Elektrostatika ka aplikime të shumta, që variojnë që nga analiza e fenomeneve si vetëtimat deri tek ndërtimi i motorave , siç është për shembull motori elektrostatik. Elektrodinamika është studimi i fenomeneve që lidhen me trupa të ngarkuara në lëvizje dhe fusha elektrike dhe magnetike që ndryshojnë në kohë. Meqënëse një ngarkesë në lëvizje prodhon një fushë magnetike, elektrodinamika merret me efekte si magnetizmi, rrezatimi elektromagnetik, dhe induksioni elektromagnetik, të cilat përfshinë aplikime praktike si gjeneratori elektrik si dhe motori elektrik. Kjo pjesë e elektrodinamikës, njihet si elektrodinamika klasike, ajo u shpjegua në një mënyrë sistematike nga Xhejms Klark Maksuell. Duhet thënë se janë ekuacionet e Maksuellit ato të cilat i pershkruajnë fenomenet elektrike me një përgjithësi të madhe. Një zhvillim i mëvonshëm është elektrodinamika kuantike, e cila përfshin ligjet e teorisë kuantike në mënyrë që të shpjegojë bashkëveprimin e rrezatimit me lëndën. Diraku, Hajzenbergu, dhe Pauli ishin disa nga pionerët që formuluan hapat fillestare që çuan tek elektrodinamikën kuantike. Elektrodinamika relativiste merr parsysh korrektimet relativiste të lëvizjes së trupave të ngarkuar që lëvizin me shpejtësi të përafërt me atë të dritës. Ajo zbatohet në fenomene që lidhen me përshpejtues ngarkesash si dhe me tuba elektronesh në voltazhe dhe korrente të larta. Elektromagnetizmi përfshin fenomene të tjera elektromagnetike të jetës së përditshme. Për shembull, drita është një fushë elektromagnetike oshiluese që rrezatohet nga thërrmija të ngarkuara në lëvizje. Përveç gravitetit, shumica e forcave të përditshme janë rrjedhojë të forcës elektromagnetike. Principet e elektromagnetizmit gjejnë aplikime në disiplina të shumta si tek mikrovalët, antenat, makinat elektrike, satelitët e komunikimit, bioelektromagnetika, plazma, kërkimet në përshpejtuesit bërthamorë, fibrat optike,në interferencën dhe kompatibilitetin elektromagnetik, në konvertimin e energjisë elektromekanike, deri tek aplikime teknologjike si radari dhe meteorologjia. Pajisjet elektromagnetike përfshinë transformatorët, çelsat elektrike, radio/TV, telefonin, motori elektrik, linjat e transmisionit, përçuesit e valëve, fibrat optike, dhe lazerin.

Fushat Harmonike

Ne rastin e fushave te ndryshueshme,fushat E,D,B dhe H,dhe burimet e tyre($\rho _{v}$ dhe J) ne pergjithesi jane funksione te kordinatave hapësinore(x,y,z)dhe kohes t.Nese keto madhësi ndryshojne sipas funksionit sinusoidal me frekuencë$\omega$,secila nga keto madhësi mund te paraqitet me nje fazor të pavarur nga koha por qe varet vetem nga kordinatat(x,y,z).Andaj,vektori kompleks ose fazori i fushes elektrike E(x,y,z) qe i perket vleres momentale te vektorit te fushes elektrike Ê(x,y,z,t)perkufizohet me shprehjen $\mathbf {{\vec {E}}(x,y,z,t)} =\mathbf {Re}$$\left[{\hat {E}}(x,y,z,t)\right]$ Për mjedise lineare,izotropike dhe homogjene te cilat karakterizhen me permeabilitet$\mu$, dhe përçueshmëri..., dhe duke pasur parasysh qe derivati sipas kohes ne domenin kohor i korrespondon shumëzimit me një në domenin frekuencor, ekuacionet e Maksuellit (ne domenin frekuencor) marrin trajten: $\nabla \cdot$ $\mathbf {\hat {E}} ={\frac {{\hat {\rho }}_{v}}{\epsilon }}$ $\nabla \times \mathbf {\hat {E}} =-j\omega \mu \mathbf {\hat {H}}$ $\nabla \cdot$ $\mathbf {\hat {H}} =0$ $\nabla \times \mathbf {\hat {H}} =\mathbf {\hat {J}} +j\mu \omega \mathbf {\hat {E}} \$

Klasifikimi i fushave vektoriale

Fusha ne te cilen rotori është gjithnje i barabarte me zero quhet fushe jo rotative - fushe burimore,ose konservative(fusha elektrostatike), $\nabla \cdot$ $\mathbf {E} =0$ ndërsa fusha për të cilën rotori është i ndryshueshem prej zeros quhet fushe rotative-jo burimore(fusha magnetike-vijat s se ciles nuk burojne por jane te mbyllura ne vetevete. Fusha per te cilen edhe rotori edhe divergjenca jane te barabarta me zero është fushe homogjene.

Identiteti I

$\nabla \times$ $(\nabla \mathbf {V} )=0$ {rot(grad V)=0 Qe do te thote se: rotori i gradientit te fushes skalare është identikisht i barabart me zero.Si pasoje e ketij identiteti rrjedhe: Nese vektori i fushes e ka rotorin te barabart me zero, atehere ai vektor mund te shprehet si gradient i fushes skalare.Le te jete vektori i fushes vektori E.Atehere $\nabla \cdot$ $\mathbf {E} =0$ dhe tash mund te perkufizohet fusha skalare V e tille qe : $\mathbf {E} =-\nabla \mathbf {V}$

Identiteti II

$\nabla \cdot (\nabla \times \mathbf {V} =0)$ {div(rot V)=0} qe do te thote se:divergjenca e rotorit te ndonje fushe vektorile është identikisht e barabarte me zero.Si pasoj e ketij identite rrjedh:Nese divergjenca e vektorit te fushes është e barabart me zero,vektori i fushes mund te shprehet si rotor i ndonjë vektori tjeter te fushes.P.Sh.le te jete ne kete rast vektori i fushes vektori B. Meqë për këtë vektor vlen: $\nabla \times \mathbf {A} =\mathbf {B}$ (B = rot A) Duhet te theksohet se fusha magnetike per te cilen divergjenca e vektorit te saj është e barabarte me zero quhet edhe fushe solonoide(fusha magnetike).

Mjedisiet e perhapjes se valeve

Çka është Wireless

Komunikimi pa tela (ang. Wireless communication) apo komunikimi pa tela është një emërtim që përdoret në informatikë për të treguar çdo lloj veprimi elektrik apo elektronik i cili kryhet pa përdorimin e një lidhjeje me tel. Komunikimi i pa tela është përçimi i informacionit në largësi pa përdorimin e përcjellësve elektrikë apo me tela. Largësitë e përfshira mund të jenë të shkurtëra (disa metra si p.sh. në një telekomandë televizori) apo shumë të gjata (mijëra apo madje miliona kilometra për radiokomunikim). Përçimi i pa tela i sinjaleve bën pjesë në degën e telekomunikacionit. Ai përfshin telefonët celularë, ndihmuesit personalë digjitalë (NPD) etj. Shembuj të tjerë të teknologjisë pa tela përfshijnë njësitë SGV, derëhapësit e garazheve, minjtë kompjuterikë pa tela dhe tastaturat, televizionin satelitor dhe telefonat e pa tela.

Fibrat optike

Duke filluar nga 1987 kavot prej fibrash optike kane revolucionarizuar komunikimin ne mase. Ndersa kavot tradizionale prej bakri jane ne gjendje te transmetojne njekohesisht 30 telefonata, nje kavo prej fibre optike transmeton 40.000 telefonata. Sipas eksperteve, kjo është nje arritje me e rendesishme ne shoqerine e komunikimit pas kesaj te mikroprocesoreve. Kavot prej fibre optike sherbejne p.sh per te organizuar videokonference, ne te cilat partneret e nje problemi jane ne gjendje te komunikojne nepermjet zerit dhe imazhit ne kohe reale ne distanca te largeta. Eshte e qarte qe ky solucion lejon kursime shume te medha te kohes dhe denarit(lekut). Nje tjeter sektor i revolucionarizuar nga teknologjia e re, është ky i kurseve shkollore dhe formative nga distanca, qe realizohen ne menyre reciproke, per sa studentet mund te hyjne ne kontakt direkt me mesuesit. Ne fund te viteve 80-te, ndermarrjet e medha adoptojne kete tip formazioni dhe per rrjedhoje zvogelojne dukshem edhe udhetimet e punes.

Ne sektorin e transmetimeve te imazheve hapen nje varg mundesish te reja. TV- nepermjet kavos me solucionin video on demand (video sipas kerkeses) e pay per view(pago per ate qe shikon)- formula te mundshme vetem fale teknologjise se fibrave optike- behet shume popullore ne fillim te viteve 90-te. Spektatoret mund te zgjedhin programet televizive qe deshirojne te shohin, filmat e preferuar me pagese. Ne merkaton nderkombetare, lind nje numer i madh pay-tv (televizion me pagese) te specializuara ne sektore te ndryshem.

Edhe shtepite botuese interesohen, duke shpejtuar te perfitojne nga teknologjia e re. Ndersa me tradicionalen faqen e stampuar o floppy disc te kompjuterit, është e mundur te ruhen dokumente te cfaredolloji ne menyre sa me te shpejte dhe te sigurt duke perdorur rrjetin e kavove prej fibre optike qe realizojne shkembimin ne kohe reale ne gjithe boten edhe fotografi te nje kualiteti shume te larte nepermjet kompjuterave dhe rrjeteve ISDN.

Sekreti i suksesit te teknologjise se re është drita. Te dhenat jane derguar ne formen e impulseve te shkurtera laser me frekuence te larte nepermjet kavove shume te holle. Keto impulse reflektojne nga paretet e kavos dhe transmetohen nepermjet xhamit. Sa me i paster te jete xhami, aq me e madhe është distanca qe impulset e ndritshme arrijne te pershkojne. Ne fund te lidhjeve te transmetimit, te dhenat vijne serish dekodifikuara. Kavot e para prej fibrash xhami jane shpikur nga anglezi Narinder S.Kapany, ne 1955, qe kishte ndjekur eksperimentet e kryera nga fizikanti John Tyndall mbi transmetimin e drites ne uje, duke aplikuar kavot prej xhami.

Duke perfunduar, teknika moderne te transmetimit te informacionit nepermjet kavove prej fibrash xhami vjen e inauguruar ne 1966 nga shkencetari amerikan Charles Kao. Kao nuk transmeton impulse drite nepermjet te tijave kavo prej fibrash xhami, por nepermjet valeve elektromagnetike. Efekti është ky te shtohet dukshem numri i telefonatave qe mund te transmentohen njekohesisht nepermjet te njejtave kavo. Ne 1977, ne Californi, vihet ne funksionim i pari kavo prej fibrash optike per telefonine, i gjate 9 km. Qe atehere dhe me tej, kjo teknologji u perhap ne menyre te shpejte ne te gjithe boten. Në përgjithësi përçimi pa tela përdor radiovalët megjithëkëtë përkufizimi shtrihet edhe në aparate, më pak të përdorur, që shfrytëzojnë rrezatimin infra të kuq apo laserin.