Как преобразуются звуковые колебания в электрические

Как звуковые колебания преобразуются в электрические колебания?

Это все происходит благодаря колебательному контуру.

Выбирая нужную частоту на колебательном контуре, благодаря изменение ёмкости конденсатора, мы Будем принимать только нужны волны, имеющие то уже самую чистоту, Благодаря явлению резонанса.

Совпадение свободных колебаний воздуха и колебаний на колебательном контуре Возрастает амплитуда колебаний, вследствие чего Остальные звуковые колебания будут Иметь очень маленькую амплитуду.

Электрические колебания станут сильнее и будут иметь большую амплитуду.

Надеюсь, я понятно смог объяснить.

Если что, можешь обратиться к учебнику девятого класса тема : «колебательный контур».

1. Какие явления происходят во время радиоприема в цепи детектора радиоприемника?

А. Возникают звуковые волны ; Б.

Возникают механические колебания звуковой частоты ; В.

Через обмотки электромагнитов протекает пульсирующий ток, при этом их сердечники в такт с пульсациями то сильнее, то слабее намагничиваются ; Г.

Высокочастотные модулированные колебания преобразуются в ток звуковой частоты.

2. Какие явления происходят во время радиоприема в воздухе около динамика радиоприемника?

А. Возникают звуковые волны ; Б.

Возникают механические колебания звуковой частоты ; В.

Под действием радиоволн происходят электрические колебания высокой частоты, амплитуда которых изменяется со звуковой частотой ; Г.

Через обмотки электромагнитов протекает пульсирующий ток, при этом их сердечники в такт с пульсациями то сильнее, то слабее намагничиваются.

3. Какие явления происходят во время радиоприема в динамике радиоприемника?

А. Возникают механические колебания звуковой частоты ; Б.

Под действием радиоволн происходят электрические колебания высокой частоты, амплитуда которых изменяется со звуковой частотой ; В.

Высокочастотные модулированные колебания преобразуются в ток звуковой частоты.

Электромагнитные колебания и электрические колебания это одно и тоже?

Какое из звуковых колебаний имеет большую громкость?

Физика?

Решите задачу на электрические колебания !

Электрическое колебания дайте определение?

Электрическое колебания дайте определение.

Что изменяется при свободных электрических колебаниях?

В чем заключается процесс амплитудной модуляции электрических колебаний?

Игла электрической швейной машины в секунду совершает 10 полных колебаний?

Игла электрической швейной машины в секунду совершает 10 полных колебаний.

Определить период колебаний иглы.

Частота колебаний колебательного контура частота = 1000Гц Чему равен период свободных электрических колебаниий?

Частота колебаний колебательного контура частота = 1000Гц Чему равен период свободных электрических колебаниий.

Какой прибор звуковые механические колебания превращает в электрические той же частоты?

На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос Как звуковые колебания преобразуются в электрические колебания?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 5 — 9 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.

На 74 градусов. Наверное так.

Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..

Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.

Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.

Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.

V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g — ) = 500×(10 — 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).

Правильный ответ это б.

0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.

Потому что перемещение , cкорость, ускорение — величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.

Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp — ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

Звуковая энергия в электрическую: как преобразовать, примеры и факты

В этой статье мы обсудим преобразование звуковой энергии в электрическую энергию также с различными примерами в подробных фактах.

Звуковая волна представляет собой продольную волну, которая приводит к движению молекул, переносящих волну, туда и обратно. Это движение генерирует электрические заряды, а также создает давление, производя тем самым электрическую энергию.

Как преобразуется звуковая энергия в электрическую?

Звуковая энергия преобразуется в электрическую с помощью электромагнитной индукции.

Звуковые волны оказывают давление на проводник, который сжимает проводник, создавая электрический ток. Вибрация, создаваемая звуковыми волнами, заставляет молекулы колебаться вперед и назад, а подвижность зарядов генерирует электричество.

Примеры преобразования звуковой энергии в электрическую энергию

Вот список примеры звуковой энергии к преобразованию электрической энергии, которое мы собираемся обсудить в этой статье, следующим образом:

Микрофон

Вибрации, генерируемые нашим вокалом, проходят через молекулы во рту и попадают на микрофон.

звуковая энергия в электрическую энергию

Микрофон; Кредит изображения: pixabay

Микрофон преобразует аудиосигналы в электрические сигналы, которые дополнительно усиливаются и создают сигналы с более высокой амплитудой.

Музыкальные колонки

Звуковые волны усиливаются динамиками. Они состоят из низкочастотных динамиков, которые вибрируют вперед и назад, создавая продольную волну. Таким образом, звук преобразуется в электрические сигналы и обратно в звуковые волны.

Пьезоэлектрический эффект

Когда звуковые волны падают на пьезоэлектрический материал, в материале образуются электрические токи. При приложении звуковой волны к материалу прикладывается напряжение, в результате чего в кристалле возникает небольшое напряжение. Механическая энергия звука преобразуется в электрическую энергию.

Электричество

Энергия звука преобразуется в энергию тепла за счет столкновения частиц при колебательном движении. Вырабатываемая тепловая энергия будет больше, если плотность материи высока, которая затем преобразуется в электрическую энергию.

Контроллер звукового загрязнения

Если количество транспортных средств на дороге увеличивается или в звуковой сигнал подается большое количество транспортных средств, то эта звуковая энергия будет преобразована в электрическую энергию, когда эти волны будут воздействовать на пьезоэлектрический материал, создавая таким образом сигналы для минимизации шума.

Огни, управляемые звуком

Этот тип света включается только тогда, когда в местности слышен звук. Это поможет определить, присутствует ли кто-то в этом районе, а также будет полезно для экономии электроэнергии.

Электрогитара

Электрогитара подключена к электроусилителю.

гитара g4aa8d074a 640

Электрогитара; Кредит изображения: pixabay

Колебания струны передаются на усилитель, где электрические сигналы снова преобразуются в звуковые волны.

Сейсмограмма

Сейсмограммы — это устройства, используемые для определения интенсивности и магнитуды сейсмических волн, формирующихся из-за тектонической активности плит, для определения точного местоположения землетрясения. Когда ударяет сейсмическая волна, утяжеленное перо перемещается вперед и назад и рисует сейсмограф.

Преобразователь

Это устройство, используемое в различных приборах, таких как датчики, термометры, микрофоны и т. д., для преобразования одной формы энергии в другую. Преобразователь также помогает преобразовывать звуковую энергию в электрическую.

Мобильный телефон

Звуковые волны, генерируемые мобильным телефоном, подаются на диафрагму, которая преобразует звуковые волны в электрическую энергию. Также проводятся исследования по зарядке мобильных телефонов на основе звуковых волн, что также поможет сэкономить электроэнергию и энергию.

Наушники

Наушники, подключенные к телефону, или любые устройства, производящие звуковые волны, преобразуют звуковую энергию в электрическую и передают по проводу электрические сигналы, а магнит, подключенный к наушнику, преобразует электрический сигнал обратно в звуковые волны.

Самсунг gba73137ca 640

Наушники; Кредит изображения: pixabay

Зарядить уличные фонари

Шум, создаваемый дорожным движением, можно использовать для зарядки уличных фонарей, чтобы использовать электроэнергию в ночное время. Энергия звука может быть использована для генерирования электрической энергии с использованием пьезоэлектрического материала.

Атомные электростанции

Тепловая энергия, выделяемая атомной электростанцией, выбрасывается в морскую воду, а образующийся пар используется для вращения турбины. Звуковая энергия генерируется за счет столкновения молекул воды и энергии трения, возникающей при работе турбины, которая далее преобразуется генератором в электрическую энергию.

Двигатели

Ускоряющий двигатель генерирует звуковую энергию, а также производит электрическую энергию путем преобразования механической энергии.

свеча зажигания g9299e669e 640

Электрический двигатель; Кредит изображения: pixabay

Свет включается хлопаньем в ладоши

Вы, должно быть, видели, как свет включается и выключается с каждым хлопком. Таким образом, это также пример преобразования звуковой энергии к электрической энергии.

Турбины

Турбины, используемые для преобразования энергии ветра или волн в электрическую энергию, производят звуковую энергию за счет механической энергии работающей турбины.

Сгорание топлива в транспортных средствах

Движение поршня вверх и вниз во время сгорания топлива в двигателе транспортного средства производит звук. Сгорание топлива заряжает аккумулятор двигателя для выработки электроэнергии.

Часто задаваемые вопросы

Какой вид энергии представляет собой звуковая волна?

Звуковая волна распространяется в виде продольных волн, передавая энергию молекулам, которые колеблются взад и вперед, создавая звуковую волну.

Как генератор преобразует звуковую энергию в электрическую?

Генератор имеет подвижную катушку и двигатели.

При движении катушки в магнитное поле он индуцирует электрическое напряжение, из-за которого он начинает вибрировать, производя звуковую энергию, тем самым генерируя электрическую энергию.

Нажмите, чтобы узнать больше о Звуковая энергия в механическую энергию.

Способ преобразования звуковых колебаний в электрические колебания Советский патент 1992 года по МПК H04R9/08

Таким образом, известный способ более чувствителен для высоких звуковых частот и менее чувствителен для низких. Ё этом заключается его первый недостаток.

Далее, ЭДС наводимая в подвижной звуковой катушке поступает на усилительные устройства. Имеющиеся выводы катушки ограничивают свободу колебаний мембраны и вносят искажения в частотную характеристику микрофона. В этом заключается второй недостаток способа.

Целью изобретения является повышение чувствительности на низких частотах и устранение нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе преобразования звуковых колебаний в электрические колебания, заключающемся в возбуждении механических колебаний мембраны под действием на нее звуковых колебаний, передаче механических колебаний мембраны звуковой катушке, преобразовании механических колебаний звуковой катушки в адекватный электрический сигнал, перед возбуждением механических колебаний мембраны под действием на нее звуковых колебаний, коаксиально звуковой катушке неподвижно устанавливают дополнительную катушку, а преобразование механических колебаний звуковой катушки в адекватный электрический сигнал производят при резонансе индуктивно связанных контуров звуковой и дополнительной катушек, возбуждая дополнительную катушку напряжением фиксированной резонансной частоты в диапазоне:

сор ± 0,5 Аш -.—fr- Lao Сзв

где Аи) — ширина резонансной кривой,

LSB. Сзв — индуктивность и собственная межвитковая емкость звуковой катушки соответственно,

и используя звуковую катушку в режиме холостого хода, а преобразованные в электрический сигнал колебания звуковой катушки снимают с дополнительной катушки,

выделяя из полученного электрического сигнала полезный сигнал как разность мгновенных значений тока покоя и модулированного тока.

Для качественной оценки предлагаемого способа рассмотрим процессы в двух индуктивно связанных контурах, в одном из которых, использует звуковую катушку в режиме Х.Х.

Ток первичного контура на частоте о равен:

где Ui — напряжение первичного контура,

п и XLI активная и реактивная составляющие первичного контура. При частоте резонанса ft) ft)p выполняется непременное условие:

Учитывая, что в (1) XLI намного больше П, следует, что при резонансе происходит резкое увеличение тока в первичном конту- ре (3), причем кратность возрастания определяется из (1) и (3) приближенно:

Значительные перепады токов в первичном контуре при колебаниях вторичного контура под воздействием звуковой волны и определяют высокую чувствительность предлагаемого способа, при котором вторичный контур использован в качестве звуковой катушки, а первичный (дополнительная катушка) для возбуждения и снятия звукового Сигнала.

Очевидно, что частотная характеристика звукового сигнала не зависит от частоты колебаний звуковой катушки, или, что равноценно, от скорости расстройки контура. Этим обеспечивается высокая чувствительность на низких Частотах.

Так как звуковая катушка работает в режиме Х.Х./r.e. не имеет электрической связи со схемой, то не вносятся искажения в характеристику звукового сигнала от выводов звуковой катушки.

Анализ известных технических решений показал, что заявляемый способ отличается тем, что преобразование механических колебаний в адекватные электрические ведут при резонансе двух индуктивно связанных контуров в диапазоне Wp ±0,5 А со 1/Сзв Сзв1 . Причем, один контур работает в режиме Х.Х. и звуковая катушка жестко связана с мембраной, а другой включает неподвижную дополнитель- ную катушку, коаксиально установленную относительно звуковой.

Осуществление предлагаемого способа поясняется с помощью устройства, представление/гона чертеже.

Устройство — резонансный микрофон состоит из капсулы 1, включающей корпус 2, крышку 3, мембрану 4 из неметаллического материала, к последней жестко закреплена звуковая катушка 5.

Выводы звуковой катушки не использу- ются, они разомкнуты и прижаты клеем к телу катушки.

На дне корпуса крепится маг(1йтнШ сердечник 6, на котором намотана допблнй- тельная катушка 7, выводы 8 которой распо- ложены на задней стенке капсулгы. Мембрана 4 зажимается между крышкой и корпусом через уплотнительные кольца 9. Генератор 10 с фиксированной частотой электрических Јо/щ0аний, равной

(где ЦБ, Сзв — собственная индуктивность и собственная межвитковя емкость, соответственно, звуковой катушки) предназначен для возбуждения дополнительной катушки 7. С токового шунта 11 модулированный сигнал поступает на вход детектора 12. С выхода 13 снимается сигнал звуковой частоты.

Преобразование звуковых колебаний в электрические колебания согласно предлагаемого способа с помощью резонансного микрофона осуществляется следующим об- разом.

Звуковые волны, попадая на мембрану

4,вызывают вибрацию ее поверхности, с которой жестко связана звуковая катушка 5. При включенном генераторе 10 в звуковой катушке возникают резонансные явления и устанавливается рабочий режим — резонанс перенапряжений. При отсутствии звуковых волн ток в дополнительной катушке 7 не изменяется, поэтому напряжение на выходе 13 детектора 12 отсутствует.

Звуковые волны вызывают перемещения мембраны вместе со звуковой катушкой

5,вызывая изменения потокосцепления с сердечником 6. В результате изменяется индуктивность звуковой катушки и про- исходит расстройка контура. Как следствие, изменяется индуктивность дополнительной катушки 7, что приводит к изменению тока

этой катушки, см. (1) и (3) и к изменению напряжения на шунте 11.

Поскольку частота генератора 10 и его выходное напряжение остаются неизменными, звуковые колебания, перемещая звуковую крышку 5, осуществляют амплитудную модуляцию резонансного тока, потребляемого от генератора дополнительной катушкой 7.

Модулированное звуковыми колебаниями напряжение выделяется на токовом шунте 11, и поступает на вход детектора 12, где происходит детектирование и выделение электрического сигнала звуко вой частоты (выход 13).

Работа микрофона возможна на любой ветви и в любой точке резонансной кривой.

Итак, наряду с известными способами преобразования звуковых колебаний в электрические, на основе который разработаны такие конструкции микрофонов; динамические, ленточные,, конденсаторные, пьезоэлектрические, электромагнитные, угольные, транзисторные, стереофонические и т.д., предлагаемый способ позволяет разработать новую конструкцию микрофона — резонансного катушечного. Этот микрофон обеспечит следующие преимущества: линейность частотной характеристики на высших и низших частотах; идеальную конструкцию звуковой катушки, работающей в режиме холостого хода; а также низкое внутреннее сопротивление микрофона, обеспечивающее возможность работы на любую нагрузку.

Способ преобразования звуковых колебаний в электрические колебания, заключающийся в возбуждении механических колебаний мембраны под действием на нее звуковых колебаний, передаче механических колебаний мембраны звуковой катушке, преобразовании механических колебаний звуковой катушки в адекватный электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности на низких частотах и устранения нелинейных искажений, перед возбуждением механических колебаний мембраны под действием на нее звуковых колебаний, коаксиально звуковой катушке неподвижно устанавливают дополнительную катушку, а преобразование механических колебаний звуковой катушки в адекватный электрический сигнал производят при резонансе индуктивно связанных контуров звуковой и дополнительной катушек, возбуждая дополнительную катушку напряжением фиксированной резонансной частоты в диапазоне

и ис пол ьзуя зву ко вую катуш ку в режиме холостого хода, а преобразованные в электрический сигнал колебания звуковой катушки

где Act)-ширина резонансной кривой;снимают с дополнительной катушки, выдеLae и Сзв-индуктивность и собственная 5 ляя из полученногр электрического сигнала межвитковая емкость звуковой катушки со- полезный сигнал как разность мгновенных ответственно,значений тока покоя и модулированного тока

Иллюстрации к изобретению SU 1 781 843 A1

Реферат патента 1992 года Способ преобразования звуковых колебаний в электрические колебания

Использование: электротехника. Сущность изобретения: преобразование механических колебаний звуковой катушки, Изобретение относится к электротехнике, в частности, к способам преобразования звуковых колебаний в электрические колебания, осуществляемые с помощью индукционных методов.: Известен способ преобразования звуковых колебаний в электрические, заключающийся в том,- что сначала звуковые колебания преобразуют в механические, после чего механические — в частотные электрические сигналы. При воздействий акустического давления на мембрану, она приводится в движение. Поскольку мембрана является одной из обкладок конденсатора, то меняется емкость мембраны — конденсатора. Другой обкладкой конденсатора является плоская спираль печатной платы. Катушка-спираль и конденсатор подключены на вход автогенератора. Изменение емкости приводит к изменению частоты автогенератора. Таким образом, акустическое давление осуществляет .частотную мосвязанной с мембраной, в электрические осуществляют при рёзЪнансё двух индуктивно связанных контуров. Первичный контур возбуждают напряжением резонансной частоты в диапазоне: uJp- 0,5 А о 1 / .СС где ширина резонансной кривой, L и С индуктивность и собственная меж- вйтковая емкость йтЬ йчного контура. Вто- ричный контур —резонирующий, используют в режиме холостого хбда и он жестко связан с мембраной, а первичный — неподвижный. Полезный сигнал звуковой частоты выделяют в цепи первичного контура как разность Мгновенных значений тока Покоя и модулированного тока. 1 ил. ,, — — — Т дуляцию выходного сигнала автогенератора. Недостаток способа в том, что мала величина индуктивности неферромагнитной катушки уводит несущую частоту автогенератора в область сверхчастот (десятки, сотни МГц), что делает способ зависимым к изменению окружающего поля. Наиболее близким техническим решением является способ преобразования звуковых колебаний в электрические, используемый в динамическом (катушечном) микрофоне. Способ заключается в том, что звуковые колебания сначала преобразуют в механические колебания, после чего механические колебания преобразуют в адекватные электрические, причем преобразование механических колебаний в электрические осуществляют по закону электромагнитной индукции Ф а радея. При движении проводУ Ј VI о° 00 4 СО

Формула изобретения SU 1 781 843 A1

о 13

Физическая природа звука. Преобразование звука в электромагнитные колебания

Звук — колебательное движение частиц упругой среды, распространяющееся в виде волн; человек воспринимает звук с частотой от 16 гц до 20 000 гц. Звук с частотой ниже 16 гц называется инфразвуком, выше 20 000 гц — ультразвуком.

Звуковые колебания распространяются в пространстве, называемом звуковым полем. В каждую точку звукового поля поступает множество звуковых волн, как прямых (от непосредственных источников звука), так и отраженных от различных предметов. Наложение волновых колебаний называется интерференцией, а способность звуковых волн огибать препятствия — дифракцией. За препятствием образуется акустическая тень.

Человек воспринимает звуковые колебания посредством слуховой системы: ушная раковина, подобно антенне, фокусирует и усиливает звуковой сигнал; среднее ухо выполняет функцию микрофона; внутреннее ухо — функцию слухового анализатора, а высшие отделы головного мозга напоминают преобразователь аналоговой информации в цифровую. Слуховое восприятие определяется восприятием громкости, высоты тона и тембра звука. Высота тона наиболее близко связана с частотой звука: чем больше частота, тем выше тон. Предельная громкость (интенсивность) звука может вызвать болевые ощущения, называемые болевым порогом. Минимальный порог слышимости находится на частотах 3 000-3 500 гц. Наибольший диапазон слышимости находится на средних частотах. Громкость звука связана с частотой, звуковым давлением и временем воздействия на слуховую систему. Тембр позволяет отличать звучание различных источников звука.

Для осуществления радиовещания необходимо преобразовать звуковые колебания в электрические сигналы, для этого применяются микрофоны. Первую удачную попытку создания «механического уха» осуществил немецкий учитель физики Иоганн Филипп Рейс (1834-1874) в 1861 г. роль барабанной перепонки выполнял кусок кожи с укрепленной посередине пластинкой, имеющей углубление, наполненное ртутью. Под влиянием звуковых волн «перепонка» начинала колебаться, погружая или извлекая платиновый штифт из ртути. В цепи создавался прерывистый ток, под действием которого стальной стержень приемника намагничивался или размагничивался, создавая звучание. Поскольку устройство Рейса неудовлетворительно передавало тембр звука, оно не нашло практического применения. Усовершенствовать аппарат удалось американскому профессору Дэвиду Юзу (1831-1990) в 1878 г. Мембрана в микрофоне Юза давила на угольный порошок, изменяя сопротивление между электродами, таким образом, звуковые волны преобразовывались в электрические сигналы. Угольные микрофоны до сих пор используются в телефонии.

Радиочастотные диапазоны

Согласно международной конвенции электросвязи (г. Монтре, 1965 г.), любые устройства и радиостанции, излучающие электромагнитные волны, должны быть регламентированы. Мировое пространство в отношении распределения радиочастот делится на три района: первый — Европа и Африка, второй — Северная, Южная Америка и Гренландия, третий — Азия и Австралия. Россия и СНГ входят в состав первого района.

Группа (или категория) качества — это совокупность свойств, обуславливающих заданные технологические характеристики .

1. Высшая группа «0» — комплексы по производству радиопродукции в стереофоническом или (и) монофоническом режимах в диапазоне частот 40 Гц—15 кГц.

2. Подгруппа «0ац» — комплексы но производству радиопродукции с аналого-цифровым оборудованием (с применением цифровых устройств записи-воспроизведения).

3. Подгруппа «0а» — комплексы по производству радиопродукции с аналоговым оборудованием.

4. Первая группа «1» — комплексы по производству радиопродукции в монофоническом режиме в диапазоне частот 50 Гц-10 кГц.

Радиоволны составляют электромагнитное поле, создаваемое антенной системой в окружающем пространстве при питании ее током высокой частоты. Распространение электромагнитного поля напоминает движение волн по поверхности воды и происходит с высокой скоростью — 300 000 км/сек. Радиоволны, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, называются поверхностными, а под различными углами — пространственными. И те, и другие распространяются в атмосфере. Атмосфера неоднородна, нижний ее слой (10-15 км) называется тропосферой, а верхний — ионосферой (до 500-600 км от поверхности Земли). В обычном состоянии воздух не проводит электричество, но под воздействием солнечных лучей происходит ионизация слоев воздуха, отчего ионы могут поглощать, отражать или искривлять направление радиоволн. Это качество особенно заметно на высоте более 80-100 км. Пространственные радиоволны, проходя через различные слои атмосферы, способны менять свое направление: чем выше степень ионизации слоев воздуха, тем больше будет искривление радиоволн. Поверхностные радиоволны обладают способностью искривлять траекторию своего движения, как бы следуя кривизне Земли, это явление называется рефракцией. При встрече с небольшим препятствием волна стремится обогнуть его. Это явление называется дифракцией. Электромагнитные волны, используемые для различных видов радиосвязи в зависимости от их длины, подразделяют на следующие диапазоны:

Длинные волны (AM) — километровые — длина волны 1-20 км; частота 148-408 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Освоение радиочастотного диапазона началось именно с длинных, точнее сверхдлинных волн, так как в качестве первых волновых излучателей использовались машинные генераторы. Основное преимущество длинных волн — способность огибать препятствия (дифракция), следовательно, длинные волны подходят для вещания в условиях городской застройки или горной местности. Дальность распространения сигнала зависит от мощности передатчика и совершенно не зависит от состояния ионосферы. Радиосвязь на длинных волнах возможна только при помощи поверхностных радиоволн.

Прием радиовещания в данном диапазоне стабилен и почти не зависит от времени суток и сезона. Максимальная дальность распространения длинных волн — 2000 км. Благодаря этому диапазону государственное радиовещание охватывает огромные территории нашей страны, включая малозаселенные районы Севера и Дальнего Востока. Тем не менее качество вещания зависит от промышленных помех и атмосферных явлений.

Поскольку энергию длинной волны сильно поглощает земная поверхность, применяются очень мощные передающие устройства, от 500 до 1500 кВт, установленные за пределами населенных пунктов. Окупаемость передатчика, несмотря на огромный охват территории, невозможна. Beщание в данном диапазоне является затратным.

Средние волны (AM) — гектометровые — длина волны 575-187 м; частота 535—1605 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Степень поглощения этих волн ионосферой в значительной степени зависит от времени суток. Днем поглощение энергии средних волн значительно больше, чем в ночное время. Поэтому радиосвязь на большие расстояния за счет пространственной волны возможна только в вечернее и ночное время.

Средние волны имеют достаточную дифракцию для распространения в условиях городской застройки, при этом уровень промышленных помех значителен. В непромышленных зонах качество вещания отвечает первой категории, в городах — значительно ниже. Дальность распространения сигнала зависит от состояния ионосферы: днем сигнал, отражаясь от ионосферы (при высокой концентрации электронов), возвращается на землю слишком слабым, а ночью (при низкой концентрации электронов в ионосфере) дальность распространения сигнала сильно увеличивается (до 2000 км).

Мощность применяемых передатчиков в диапазоне средних волн в дневное время может составлять 5-10 кВт, а в ночное время в принципе может быть снижена в 10-20 раз.

В диапазоне средних волн для расширения зоны обслуживания применяется синхронное радиовещание (одна программа на одинаковой вещательной частоте распространяется несколькими передатчиками). В этом случае используются передатчики малой и средней мощности. Блистательным примером сетей синхронного вещания на средних волнах (549 килогерц)являлись программы «Маяка», транслировавшиеся десятками и сотнями радиостанций на одной частоте. Это было большим достижением отечественной науки и техники — позывные «Маяка» были очень стабильны и принимались практически в любом уголке страны.

Короткие волны (AM) — декаметровые — длина волны 90-11 м; частота 3,95-26,1 КГц; амплитудная модуляция; первая категория качества (50 Гц-10 КГц); моновещание.

Распространение радиоволн в области приема земной волны из-за сильного поглощения почвой ограничено всего несколькими десятками километров, поэтому главным достоинством KB является способность многократно отражаться от ионосферы и при малой мощности передатчиков распространяться на очень большие расстояния. Основная область применения — иновещание. Короткие волны являются пространственными.

Диапазон KB состоит из нескольких поддипазонов от 75 до 11 метров. В верхней части дипазона (75-49 м) уровень промышленных помех чрезвычайно высок. В поддиапазоне от 41 до 19 метров промышленные помехи незначительны. А в нижней части диапазона (16-11 м) атмосферные и промышленные помехи практически отсутствуют.

Короткие волны используются для вещания на зарубежные страны. «Дневной» поддиапазон (13, 16, 19 метров) используется в светлое время суток, «ночной» (25, 31, 41, 49 и 75) — в темное время суток.

Мощность передатчиков (от 50 Вт до 1500 кВт) может изменяться в зависимости от времени суток: ночью, достигает максимальных значений, а с рассветом может быть снижена.

Одним из недостатков считается явление «замирания» радиоволн: сила принимаемого сигнала постепенно уменьшается, а иногда и полностью прекращается. Это происходит потому, что радиоволны распространяются от передатчика по разным путям, под разными углами, и на радиоприемник могут прийти одновременно несколько волн; складываясь, они могут либо усиливать, либо ослаблять друг друга. Существуют участки Земли, где прием коротких волн иногда невозможен. В пространстве между местом, где прекращается прием поверхностной волны, и местом возвращения на Землю отраженной пространственной волны образуется зона молчания.

В России короткие волны для вещания внутри страны почти не используются, основной объем вещания рассчитан на слушателей за рубежом. Для космической радиосвязи KB непригодны, так как ионосфера для них непрозрачна.

Ультракороткие волны (УКВ-1, УКВ-2 /FM/) — метровые — (длина волны 4,6-2,8 м; частота 65,9-108 МГц; частотная модуляция; высшая категория качества (30 Гц-15 КГц); стерео- или моновещание. Поверхностные и пространственные волны.

FM-радиостанции (УКВ-2) появились в России сравнительно недавно, но они очень быстро завоевали своего слушателя высоким качеством звучания в эфире.

В диапазоне метровых волн по существу представлено несколько поддиапазонов: УКВ-1 — 65,9-74 МГц; УКВ-2 — 87,5-108 МГц.

Способность волны огибать препятствия в УКВ диапазоне минимальна, сигнал может распространяться только

в зоне прямой (почти оптической) видимости между передающей и приемными антеннами; данный диапазон свободен от атмосферных помех, а длят борьбы с промышленными и местными помехами (электродвигатели, системы зажигания автомобилей и т.д.) применяется частотная модуляция. Для увеличения зоны прямой видимости передающие и приемные антенны поднимают на максимально возможную высоту. Обычно расстояние прямой видимости составляет 40-50 км, однако благодаря небольшой рефракции может достигать 60-80 км.

УКВ диапазон идеален для вещания в больших и средних городах, передатчики с мощностью от 2 до 15 кВт могут располагаться в черте населенных пунктов и из-за небольшой стоимости быстро окупаться коммерческими радиостанциями. Однако напряженность поля в метровом диапазоне неравномерна, так как прямые волны сталкиваются с отраженными от Земли и зданий волнами и в непосредственной близости от передатчика могут возникать звуковые искажения. Поэтому рекомендуется располагать передающие антенны на удалении от густонаселенных районов.

Радиус зоны обслуживания обусловлен исключительно высотой передающей антенны. Для расширения зоны вещания необходимо использовать ретрансляторы. УКВ волны прозрачны для ионосферы, поэтому в данном диапазоне может осуществляться космическая связь.