┘
Elektrische veldsterkte
We hebben het in Novice 1.3 al gehad over elektromagnetische velden (kortweg EM-velden). We gaan in de volgende hoofstukken F 1.3 t/m F1.5 apart kijken naar het elektrisch veld, het magnetisch veld en nogmaals het EM-veld. We beginnen met het elektrische veld.
Tussen twee gelijksoortige ladingen (combinatie positief - positief of negatief - negatief) vindt afstoting plaats, bij ongelijksoortige ladingen (positief - negatief) vindt aantrekking plaats. Stel we hebben ergens een positieve lading op een plaats en een negatieve op een andere. Tussen de twee ladingen kunnen we andere ladingen plaatsen die dan afhankelijk van of ze positief of negatief zijn zich naar de negatief of positieve lading gaan verplaatsen. De kracht die die ladingen ondervinden komen van het zgn. elektrische veld. Hoe hoger de waarde van de ladingen en hoe dichter ze bij elkaar staan, hoe hoger de sterkte van het veld.
Een elektrisch veld kunnen we ons ook bedenken rondom in kabel met 2 geleiders waar een spanningsverschil staat tussen die twee geleiders, maar ook in een kabel met een binnenader en een buitenmantel zoals een coax-kabel die we in amateurland veel zien, maar ook bij tv 'via de (coax)kabel'.
In een homogeen veld (homogeen betekent: overal hetzelfde) is de elektrische veldsterkte onafhankelijk van de positie waar we meten. Bij een niet homogeen veld is de veldsterkte plaats afhankelijk. In de coaxkabel zien we dat de veldlijnen bij de binnenader een hogere concentratie hebben dan bij de buitenmantel. Dit veld is dus niet homogeen.
De eenheid volt per meter
De elektrische veldsterkte wordt weergegeven in het aantal volt per meter. Het veld is het sterkst vlakbij de bron, meestal een antenne, en neemt snel af naarmate de afstand van de bron toeneemt.
volt per meter
De formule voor elektrische veldsterkte is het potentiaal verschil in volt gedeeld door de afstand in meters waarbij de E staat voor Elektrische veldsterkte en wordt aangegeven in V/m (volt per meter).
Als we 2 platen of geleiders hebben op een afstand van 1 meter, en we meten een spanning van 1 volt tussen die twee, dan meten we precies de veldsterkte van 1 volt/meter. Dit noemen wij de grootte van het elektrisch veld. Hoe groter de afstand tussen de geleiders, des te kleiner de veldsterkte; en vice versa.
Moderne apparaten moeten een elektrische veldsterkte van 5 V/m kunnen verdragen zonder dat de werking ervan wordt beïnvloed. Het Agentschap Telecom (AT) hanteert een grens van 3V/m . Is de veldsterkte veroorzaakt door een zendende amateur lager dan 3 V/m dan wordt de amateur niet verantwoordelijk geacht voor de optredende storing door te grote veldsterkte, het gestoorde apparaat voldoet dan gewoon niet aan de eisen.
Elektrische veldsterkte wordt met een speciale veldsterktemeter gemeten.
Afscherming Elektrische velden
Zoals gezegd bestaat tussen twee punten met een potentiaalverschil een elektrisch veld. Hier maken wij gebruik van bij radioverbindingen door het te variëren met een bepaalde frequentie. Het elektrisch veld maakt deel uit van het elektro-magnetisch veld (EM-veld) dat zich door de ruimte verplaatst. Dit EM-veld (in ons geval is dat een veld dat wij uitzenden met onze antenne) is in de nabijheid van een zendantenne zeer groot en op grote afstand zeer klein. Als we in de buurt van de zendantenne staan, spreken we van het nabije veld (dichtbij de antenne, ruwweg binnen 1 golflengte afstand) en het zgn. verre veld dat verder weg is.
Een geleider die zich bevindt in een elektrisch veld (we bekijken nu alleen even het elektrische veld) zal zich gaan gedragen als antenne. Geen optimale antenne, maar wel vaak met voldoende werking zodat er een spanning in de geleider wordt opgewekt, immers het elektrische veld oefent een kracht uit op de lading (de elektronen) in de geleider. Op de geleider ontstaat een hogere spanning naarmate de geleider langer is.
Om te voorkomen dat het elektrische veld een apparaat(gedeelte) of een kabel ongewenst binnendringt moeten we het hiervoor afschermen. Bij de kabels kennen wij de coaxkabel, waarbij de binnenkant is afgeschermd met de buitenmantel. Delen van apparaten kunnen we afschermen van elektrische velden door metalen schotjes op de printplaat te zetten op bepaalde plekken die verbonden zijn met massa. Bij sporen op een printplaat kunnen wij afschermende sporen die aan massa liggen parallel laten lopen.
Deze manier van afschermen werkt meestal wel goed, maar soms als er meerdere afschermingssporen zijn, kunnen er lussen ontstaan die op hun beurt weer eigen elektrische eigenschappen hebben met alle problemen van dien. Deze lussen ontstaan vaak in het ontwerp omdat verschillende punten van een schakeling apart op verschillende punten aan een zgn. aardvlak (0V) zijn verbonden. Daarom heten ze in de volksmond 'aardlussen'.
Ook een spoel kan als antenne gaan werken voor het elektrisch veld, vooral als deze vrij lang is. Een metalen huls in de lengterichting, vaak van aluminium, kan om de spoel geschoven en desnoods worden geaard. Zo voorkomen wij dat het elektrisch veld van een spoel uitstraalt en bijvoorbeeld als antenne gaat werken. Ook is de spoel in dit geval afgeschermd van elektrische velden die op een andere plaats worden opgewekt. De afscherming werkt dus twee kanten op.
Het afschermingseffect op zich werkt ongeveer als volgt. Als een wisselend veld (wij zenden immers met een wisselend veld met een bepaalde frequentie) een metalen vlak treft, dan zal het elektrisch veld stromen doe ontstaan in het metaal. Deze stromen zijn dusdanig dat zij de oorzaak van hun ontstaan tegen gaan (Wet van Lenz). Hierdoor zal het veld binnen de afscherming geneutraliseerd worden. Dit geldt van buiten naar binnen, maar net zo goed van binnen naar buiten.
