Was ist hertzscher dipol?

Hertzscher Dipol

Ein Hertzscher Dipol, auch bekannt als Elementardipol, ist ein theoretisches Konstrukt in der Elektrodynamik, das einen kurzen, geraden Leiter beschreibt, durch den ein sinusförmiger Wechselstrom fließt. Er dient als grundlegendes Bauelement für komplexere Antennenstrukturen und ist essenziell für das Verständnis der elektromagnetischen Strahlung.

Grundprinzip:

Der Hertzsche Dipol emittiert elektromagnetische Wellen, da die beschleunigten Ladungen im Leiter ein sich änderndes elektromagnetisches Feld erzeugen. Die Stärke der Strahlung ist abhängig von der Frequenz des Wechselstroms, der Länge des Dipols und der Stromstärke.

Eigenschaften:

• Länge: Die Länge l des Dipols ist sehr klein im Vergleich zur Wellenlänge λ des emittierten Signals (l << λ). Dies ist ein Schlüsselfaktor für die Annahmen, die bei der Berechnung des Strahlungsfeldes getroffen werden.

• Stromverteilung: Der Strom wird entlang des Dipols als sinusförmig angenommen, wobei er an den Enden auf Null geht und in der Mitte maximal ist.

• Strahlungsdiagramm: Das Strahlungsdiagramm des Hertzschen Dipols ist toroidal (donut-förmig), mit maximaler Strahlung senkrecht zur Achse des Dipols und minimaler Strahlung entlang der Achse. Die Polarisation der abgestrahlten Welle ist linear, wobei der elektrische Feldvektor in der Ebene liegt, die den Dipol enthält.

Anwendungen:

• Antennentheorie: Der Hertzsche Dipol dient als Grundlage für die Analyse und das Design komplexerer Antennen. Seine Eigenschaften können verwendet werden, um die Eigenschaften anderer Antennen zu approximieren oder zu berechnen.
• Lehre: Er ist ein wichtiges Werkzeug im Physik- und Ingenieurstudium, um die Grundlagen der elektromagnetischen Strahlung zu verstehen.
• Numerische Simulationen: Er dient als Testfall für numerische Methoden zur Lösung elektromagnetischer Probleme.

Mathematische Beschreibung:

Die Berechnung des elektromagnetischen Feldes eines Hertzschen Dipols ist ein klassisches Problem der Elektrodynamik und wird oft mit Hilfe der retardierten Potentiale gelöst. Die resultierenden Gleichungen beschreiben das elektrische und magnetische Feld in Abhängigkeit von der Entfernung vom Dipol, der Zeit und der Frequenz des Stroms.

Wichtige Themen:

• Elektromagnetische Wellen: Elektromagnetische%20Wellen - Das Grundverständnis elektromagnetischer Wellen ist essenziell.
• Antennentheorie: Antennentheorie - Der Hertzsche Dipol ist ein Grundbaustein in der Antennentheorie.
• Strahlungsdiagramm: Strahlungsdiagramm - Das Strahlungsdiagramm beschreibt die räumliche Verteilung der abgestrahlten Energie.
• Polarisation: Polarisation - Die Polarisation beschreibt die Richtung des elektrischen Feldvektors.
• Retardierte Potentiale: Retardierte%20Potentiale - Zur exakten Berechnung der Felder.