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L'INVENZIONE

TELECOMUNICAZIONI

TRASMETTITORI
TRASMETTITORI A OSCILLATORE LIBERO

I trasmettitori, siano essi per radiotelegrafia o per modulazioni d'ampiezza o di frequenza, sono essenzialmente composti di una sezione alimentatrice, una sezione bassa frequenza e una sezione alta frequenza.
La prima sezione, costituita da uno o piú trasformatori, da diodi raddrizzatori di corrente, e da altri componenti elettrici, ha il compito di fornire la corrente continua necessaria al funzionamento delle valvole o dei transistori delle altre sezioni.
La sezione di bassa frequenza serve a trasformare l'informazione in segnale elettrico e ad amplificare tale segnale.
La parte ad alta frequenza é composta in genere da un oscillatore, il quale genera una corrente elettrica alternata avente una frequenza fissa e abbastanza alta da poter essere irradiata nello spazio, e da uno o piú amplificatori necessari ad amplificare tale corrente.
Lo stadio amplificatore finale é seguito da uno o piú circuiti risonanti accordati sulla frequenza dell'onda da irradiare, i quali servono ad eliminare correnti di frequenza diversa da quella desiderata che potrebbero essere state generate da uno degli stadi della parte ad alta frequenza.
Il processo di modulazione ha luogo collegando opportunamente il modulatore a uno degli stadi della sezione ad alta frequenza. La corrente elettrica modulata viene quindi inviata all'antenna, che provvede ad irradiarla nello spazio sotto forma di onde radio.

Il circuito oscillante (L C) é composto da un generatore di corrente continua (pila), una bobina, un condensatore ed un deviatore. Chiuso il deviatore in posizione 1, il condensatore di capacità C si carica per la presenza della pila e una certa quantità di energia si accumula tra le sue armature. Escludendo la pila dal circuito (posizione 2), il condensatore si scarica sulla bobina d'induttanza L, così l'energia del campo elettrico diminuisce e quella del campo magnetico aumenta finché il condensatore é scarico.

Carica del condensatore

Se l'interruttore é in posizione 1, nel circuito passa una corrente che carica le ramature del condensatore. La corrente cessa di circolare quando la differenza di potenziale fra le armature é pari alla forza elettromotrice del generatore. Fra le armature si crea un campo elettrico in cui é presente un'energia elettrica

Ue= 1/2CV2

Scarica del condensatore

Se l'interruttore é in posizione 2, il condensatore si scarica sulla bobina. Mentre si scarica, nel circuito passa una corrente e il campo magnetico nella bobina aumenta. L'energia del campo elettrico del condensatore diminuisce fino ad annullarsi, mentre l'energia del campo magnetico aumenta fino a raggiungere il valore massimo

Ue= 1/2CV2

La corrente dovrebbe annullarsi subito ma, per la legge di Lenz, nasce una forza elettromotrice che si oppone alla diminuzione del flusso dentro la bobina. Ne deriva che la corrente circola ancora e ricarica le armature del condensatore, però con segni opposti a quelli precedenti. Il condensatore si carica finché la corrente si annulla. Tutta l'energia del campo magnetico si é trasferita nel campo elettrico del condensatore che ha una differenza di potenziale di segno opposto a quella precedente.

 A questo punto il condensatore comincia a scaricarsi di nuovo sulla bobina, poi si ricarica, poi si scarica e così via.
Dal punto di vista energetico il circuito L C si comporta come un oscillatore armonico in cui l'energia potenziale elastica si trasforma in energia cinetica e viceversa.
In un circuito ideale, cioé con resistenza nulla, non vi sono perdite di energia, perciò il ciclo continua e si ha una corrente oscillante con ampiezza e frequenza costanti (oscillazione persistente).

In un circuito reale ci sono delle perdite per effetto Joule. Le oscillazioni sono smorzate e dopo un po' di tempo si annullano, a meno che una sorgente esterna non integri l'energia persa.

Il circuito L C  sorgente di onde elettromagnetiche

Il circuito oscillante L C può essere impiegato per irradiare onde elettromagnetiche. Infatti, il campo elettrico del condensatore varia nel tempo, quindi produce un campo magnetico indotto; il campo magnetico della bobina varia nel tempo, quindi produce un campo elettrico indotto. In entrambi i casi si producono campi elettromagnetici deboli che si propagano nello spazio circostante. Si può dimostrare che solo se la frequenza é elevata il campo elettromagnetico prodotto ha una certa rilevanza.

Per ottenere frequenze di oscillazioni elevate bisogna ridurre l'induttanza e la capacità del circuito. Per ridurre L basta diminuire il numero delle spire della bobina; si ottiene un dipolo magnetico. Per diminuire C basta allontanare le armature del condensatore e ridurre la loro superficie; si ottiene così un dipolo elettrico. Dipolo magnetico e dipolo elettrico sono buone sorgenti (antenne) di onde elettromagnetiche.