Pripombe k priročniku za laboratorijske vaje Elektrodinamika ------------------------------------------------------------ Predmet Elektrodinamika je prijavljen kot 3-0-3. Torej moramo spraviti skupaj 3 ure/teden x 15 tednov = 45 ur laboratorijskih vaj. Jaz bi predlagal nekje 30 vaj, saj se nekatere zavlečejo in zraven še praktični izdelek - oddajnik. Ali pa si vzeti malo več časa kar za vse vaje? Opis oddajnika prav tako sodi v knjigo, saj je to del laboratorijskih vaj. Vsi naši ostali predmeti so 3-0-2, torej naj bi imeli manj vaj. Priročnik bi bilo smiselno zasnovati kot delovni zvezek. Torej študentje ne pišejo posebnih poročil, pač pa izpolnjujejo tabele in odgovarjajo na vprašanja v zvezku. To bo predvsem bolj objektivno do študentov in lažje ocenjevati za asistenta. Sedanji priročnik že vsebuje primerne tabele pri večini vaj. Pri vprašanjih pustiti prostor za odgovore! Torej ne gre za večjo predelavo. Delovni zvezek potem damo tiskati v nakladi, kolikor pač potrebujemo za tisto leto. 1.vaja: Razmisliti, ali pišemo Zk ali Rk? Sinigoj me je prepričal, da v časovnem prostoru pišem Rk. Wheeler prav tako vedno uporablja Rk. Isto za Zb in Zg oziroma Rb in Rg. Pri treh vprašanjih manjka prostor za odgovor, mogoče tudi okence za rezultat? 2.vaja: Bi se dalo spraviti Wheelerjeve približke v metrično obliko? Mogoče takšnu, ki vsebuje mu0, da so popravki res samo še popravki zraven? Pri koaksialnem kablu manjka načrt, kako ga povežemo, verjetno ima zankico na enem koncu za sklop s tuljavo? 3.vaja: Bi bilo pametno navesti velikostne razrede točnosti meritve moči. Tudi povezavo med decibeli in odstotki, torej koliko odstotkov točnosti pomeni +/-1dB? Kaj je to dBm? Kolikšno točnost pričakujemo od spektralca, koliko od laboratorijskega merilnega izvora, koliko od diodne glave in koliko od toplotne glave? Kdo je pri vaji merjenec ter kdo merilnik, ki mu zaupamo? 4.vaja: Manjka groba ocena, kolikšno točnost meritve omogoča števec ter kakšne točnosti omogočajo drugačni merilniki in laboratorijski izvori. Kolikšne so v grobem točnosti različnih referenc od RC oscilatorja do atomske ure? 5.vaja: Novejši spektralni analizatorji imajo faktor 2.51dB že vgrajen, zato je nujno biti previden in opozoriti na to možnost. Pri vprašanjih manjkajo predloge in prostor za odgovore. Torej kot predloga mreža zaslona, v katero študetnje vrišejo signal in si zabeležijo nastavitve spektralca. Drugo vprašanje ni točno definirano, kar potem daje čudne odgovore. 6.vaja: Pri opisu meritve bi posameznim točkam kar dodal okvirčke, kam vpišejo rezultate. Tudi predlogo (mrežo) za graf vstavitvenega slabljenja. 7.vaja: Manjka razlaga, da lahko merimo le relativno fazo oziroma fazno razliko, absolutne faze pa ne moremo meriti. Bi ti moral videti, kakšne kozlarije mi študentje obkrožijo na tihih vajah. V ta namen sem potem dodal v učbenik Elektrodinamika eno celo poglavje (ponovitev osnov?) kaj sploh lahko merimo? Na koncu še predloga za graf, da ne bo zmešnjave. 8.vaja: Manjka predloga za graf. 9.vaja: Stavek "Nivo maksimumov in minimumov stojnega ..." mi zveni zelo čudno. Bi se dalo napisati boljše? Na koncu upam vsak par študentov meri na drugačni frekvenci? 10.vaja: Opis je zelo lep. Žal je naloga na koncu vaje skoraj nedefinirana. Manjkata razpredelnica za začetne podatke in izmerjene vrednosti ter predloga za graf. 11.vaja: Grško črko "alpha" uporabljamo tudi za konstanto slabljenja v Neprih na meter (Np/m). Zato bi bilo dobro v tej vaji uporabiti drugačno črko za sorazmernostno konstanto. Ostalo se mi zdi v redu vključno z razpredelnico in predlogo za grafe. 12.vaja: Manjka predloga za graf. 13.vaja: Bolj točno bi bilo: žarnica z nitko iz wolframa. Namesto "vidna linija" bi bilo smotrno napisati "prazen prostor brez ovir in brez odbojev". 14.vaja: Izgleda OK. 15.vaja: Manjka predloga za graf. Bi mogoče šla izvedba te vaje z novim kitajskim spektralcem, ki gre samo do 1.5GHz z vgrajenim sledilnim izvorom? 16.vaja: Bi se dalo združiti besedili 16a in 16b v smiselno celoto? Namen vaje je opazovanje rodov TEM00m rezonatorja vključno z izrojenostjo dveh polarizacij. Na koncu vaje zadošča razpredelnica za rezultate, graf ni potreben. 17.vaja: Na predlogi zadnjega grafa manjkajo velikost faze ter dve razdalji. 18.vaja: Manjkajo predloge za grafe. 19.vaja: Manjka opis vseh nastopajočih veličin v izrazih. Manjka izračun fazne konstante "beta" oziroma njene odvisnosti od frekvence "omega" in široke stranice "a". Pri katerih frekvencah je smiselno meriti? Manjka predloga za graf. 20.vaja: Izraz simetrični sklopnik mi je nejasen. Bolj točno bi bilo TEM sklopnik ali pa sklopnik s homogenim dielektrikom. Dobro bi bilo stvar opisati še z električnim z nadomestnim vezjem. Dielektrik mikrotrakastega voda povleče vase električno polje, zato je električni sklop šibkejši od magnetnega in rezultat je sosmerni sklop. Dobro bi bilo meriti še parameter S21, to se pravi vstavitveno slabljenje naprave. Manjka predloga za graf. 21.vaja: Izjava "Zelo uporabna lastnost pravokotnega valovoda, po katerem se širiosnovni rod TE10 je, da njegove izgube padajo z naraščajočo frekvenco" ne drži. Izgubne pravokotnega valovoda so neskončno visoke vse do mejne frekvence osnovnega rodu, nato s frekvenco najprej upadajo (raztegovanje cikcakanja) in nato s frekvenco naraščajo zaradi vzdolžnih tokov in kožnega pojava v stenah cevi. Prilagam dva članka. Edina izjema so rodovi TE0m v valovodu krožnega prereza, ki nimajo vzdolžnih tokov v stenah cevi, prečni tokovi pa upadajo s frekvenco hitreje kot naraščajo izgube kožnega pojava. Valovodno valovno dolžino bi bilo lepo razložiti s projekcijo valovnih front na steno cevi, kot tudi pripadajočo fazno hitrost. Manjka predloga za graf. 22.vaja: Izjava "Običajno so te izgube relativno majhne (zračni dielektrik), zato dosegajo votlinski rezonatorji precej višjo kvaliteto, kakor rezonatorji iz prenosnih vodov (koaksialni rezonator, mikrotrakasti rezonator, itd.)" je dvoumna. Kvaliteta rezonatorja je definirana kot Q=2pi.f.W/P, kjer je vskladiščena energija W sorazmerna prostornini V, moč izgub P pa sorazmerna površini A kovinskih vodnikov. Torej iščemo visoko razmerje V/A. Brezizgubni dielektrik povečuje W, torej povečuje Q rezonatorja. Zakaj bi sicer izdelovali keramične rezonatorje? V razpredelnici manjkata še peti in šesti stolpec. V peti stoplec bi morali iz poskusov določiti, za kateri rod TElmn ali TMlmn gre? V šesti stolpec teoretsko izračunati frekvenco za pripadajoči rod. 23.vaja: Na sliki 1 bi bilo pravilno uporabljati gostoto toka J oziroma njegovo velikost |J| z merskimi enotami [A/m2]. V besedilu in na sliki 2 bi bilo bolj smotrno razložiti, da se ohmska upornost žice RCu pri višjih frekvencah poveča na Rkp. Torej ne gre za vsoto, pač pa za množenje z nekim faktorjem kožnega pojava, bolj točno z razmerjem presekov, po katerih teče tok. Iz slednjega razmerja tudi sledi odvisnost kvalitete od korena frekvence. Manjkata predlogi za razpredelnico (frekvence?) in za graf. 24.vaja: Izjava "Pri nizkih frekvencah, ko se prevodni materiali obnašajo kot prevodniki (in ne kot dielektriki), električno polje upada eksponentno z globino v prevodnik" ni pravilna. V vseh snoveh z od nič različno prevodnostjo amplituda valovanja usiha eksponentno z globino, le približki za naše račune so najbolj preprosti za dober prevodnik. Mejna frekvenca za morsko vodo je okoli 1GHz. Pri 10GHz je voda že dielektrik! Iz rezultatov meritev izračunamo vdorno globino pri posameznih frekvencah. Izračun prevodnosti vode bi rajši opustil, ker je v vmesnem primeru zelo zahteven (glej učbenik Elektrodiamika!), saj bi morali meriti tudi fazo, da določimo Beta, ker dielektričnosti vode ne poznamo v pasu X! 25.vaja: Na sliki 1 manjka kompenzacijski vod v referenčni veji. Iz slike 1 ni jasno, kaj počneta sklopnika: merita napredujoči ali odbiti val? Za točno kompenzacijo bi moral imeti tudi referenčni kanal povsem enak sklopnik? Manjka predloga za graf.