Kodėl mobilieji telefonai veikia be laidų?
Trumpas atsakymas: Mobilieji telefonai veikia be laidų, nes jie siunčia ir gauna informaciją radijo bangomis. Telefone esančios antenos garsą ir duomenis paverčia elektromagnetinėmis bangomis ir atgal, kad jie galėtų sklisti oru į bokštus ir kitus įrenginius.
Paprasčiau tariant
Telefono viduje jūsų balsas arba vaizdas paverčiamas mažyčiais elektros signalais. Telefono antena šiuos signalus paverčia radijo bangomis (tam tikromis elektromagnetinėmis bangomis), kurios sklinda oru. Netoliese esantys mobiliojo ryšio bokštai sugauna radijo bangas ir perduoda informaciją laidiniais tinklais arba į kitus bokštus.
Bokštai taip pat siunčia radijo bangas atgal į telefonus, kad žmonės galėtų girdėti vienas kitą. Telefonai pasirenka konkretų dažnį (kaip radijo stotis), todėl daugelis telefonų gali naudoti tą pačią erdvę nesumaišydami skambučių. Namuose trumpiems atstumams „Wi-Fi“ arba „Bluetooth“ naudoja tą pačią idėją, tik skirtingus dažnius.
Visa tai vyksta labai greitai, todėl skambučiai ir internetas atrodo beveik akimirksniu.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Pagrindinis belaidžių telefonų dėsnis yra Maksvelo lygtys, kurios numato, kad besikeičiantys elektriniai ir magnetiniai laukai sukuria elektromagnetines bangas.
Radijo bangos yra vienas iš elektromagnetinių bangų tipų. Antena konvertuoja telefono elektrinius signalus į spinduliuojančias bangas ir paverčia gautas bangas atgal į elektrinius signalus. Informacija (garsas, tekstas arba vaizdo įrašas) į šias nešiklio bangas įdedama moduliacijos būdu – kontroliuojamai keičiant bangos dažnį arba amplitudę.
Mobiliojo ryšio sistemos naudoja daug dažnių ir mažas geografines bazines stotis (mobiliojo ryšio bokštus), kad galėtų dalytis pralaidumu ir sumažinti trukdžius. Klaidų taisymas ir skaitmeninis kodavimas užtikrina pranešimų patikimumą net ir esant silpniems signalams.
Kaip mes tai žinome: Fizikai demonstravo radijo bangas eksperimentuose, kurie patvirtino Maksvelo prognozes, o inžinieriai sukūrė radijo, televizijos ir vėliau korinio ryšio sistemas, kurios patikimai veikia kasdieniame gyvenime. Mes taip pat testuojame belaidžio ryšio sistemas matuodami signalo stiprumą, dažnį ir klaidų lygį laboratorijose ir lauke.
Pastebėk aplink
- Kalbėjimas mobiliuoju telefonu einant gatve
- Išmaniojo telefono prijungimas prie „Wi-Fi“ interneto prieigos taško kavinėje
- Muzikos grojimas per „Bluetooth“ belaidėse ausinėse
- Avarinių ir policijos radijo imtuvai, naudojantys radijo bangas
Išbandymas
Signalo stiprumo patikrinimas
Sauga: Nėra jokių ypatingų dalykų; įrenginius naudokite atsakingai.
Priemonės
- išmanusis telefonas su „Wi-Fi“
- „Wi-Fi“ maršrutizatorius arba interneto prieigos taškas
- koridorius arba lauko erdvė
Žingsniai
- Atsistokite prie maršrutizatoriaus ir stebėkite „Wi-Fi“ signalo juostas arba naudokite greičio testavimo programėlę, kad užfiksuotumėte atsisiuntimo greitį.
- Lėtai eikite nuo maršrutizatoriaus tiesia linija ir sustokite kas 5–10 metrų.
- Kiekvienoje vietoje stebėkite signalo juostas arba pakartokite greičio testą.
- Eikite tol, kol ryšys nutrūks arba signalas labai susilpnės.
- Grįžkite link maršrutizatoriaus ir stebėkite, kaip stiprėja signalas. Ką rodo: Belaidžio ryšio signalai silpnėja didėjant atstumui ir kliūtims, todėl telefonams reikia bokštų arba maršrutizatorių šalia.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Antena: įrenginys, siunčiantis arba priimantis radijo bangas, jas konvertuodamas į elektrinius signalus arba iš jų.
- Radijo banga: elektromagnetinės bangos tipas, naudojamas informacijai perduoti oru.
- Dažnis: bangos ciklo greitis; skirtingi dažniai leidžia daugeliui signalų dalytis ta pačia erdve.
- Moduliacija: nešiklio bangos keitimo metodas, kad ji perduotų informaciją.
Dažni klausimai
Ar mobilieji telefonai naudoja elektrą?
Taip; jie naudoja akumuliatoriaus energiją, kad generuotų elektrinius signalus, kuriuos antena paverčia radijo bangomis.
Ar radijo bangos gali sklisti pro sienas?
Kai kurios gali, bet sienos silpnina signalą; aukštesni dažniai paprastai sunkiau sklinda pro kietus objektus.
Ar belaidis ryšys yra tas pats, kas „Wi-Fi“?
„Wi-Fi“ yra belaidžio ryšio rūšis, kuri jungia įrenginius prie interneto vietoje; mobilieji telefonai skambučiams ir duomenims taip pat naudoja kitas belaidžio ryšio sistemas (mobiliojo ryšio tinklus).