Nærfelt og fjernfelt

Nærfelt og fjernfelt eller nærfeltet og fjernfeltet er områder omkring en radioantenne - og bølgelængdemæssigt små elektriske komponenter - fx elektriske spoler (fx rammeantenne) og elektriske kondensatorer. Nærfeltet kaldes også induktionsfeltet.^[1]

Feltområder for radioantenner, vis største længde er lig eller kortere end ca. 1/6-bølgelængde lang, i forhold til strålingen de udsender. Radioantennen kan fx være en privatradio piskantenne - eller en AM-radiosendetårn. Nærfeltet eller induktionsfeltet er her indeholdt i et rør, hvor rørets radius er r: r ca.= bølgelængde x 0,159 ca.= bølgelængde / (2 x pi).

Et radioantennes "udstrålingsdiagram" viser, per definition, kun radioantennens fjernfelt.

En radioantenne har to felter (og bølgelængdemæssigt små elektriske komponenter næsten kun induktionsfeltet):

• Induktionsfelt - findes næsten kun i nærfeltet. Udgøres af et vekslende elektrisk felt - og/eller et vekslende magnetisk felt.
• Radiobølgeudstråling - findes både i nærfeltet og fjernfeltet - elektromagnetisk stråling.

Det ikke-strålende 'nærfelt' dominerer tæt på radioantennen (bølgelængdemæssigt; < bølgelængde / (2 x pi) ca.= bølgelængde x 0,159), mens elektromagnetisk stråling 'fjernfelt' opførsel dominerer ved større afstande fra radioantennen.^[1]

Ophavet til nærfeltet og fjernfeltet er accelereret og decelereret elektrisk ladning.^[2]

Fjernfeltet som funktion af afstanden

Fjernfeltets E (elektrisk) og B (magnetisk) felters styrke falder omvendt proportionalt med afstanden r fra kilden, resulterende i at den elektromagnetiske strålings effekts intensitet falder med 1/r^2.^[3]

Nærfeltet som funktion af afstanden

Forløbet af feltbølgemodstanden i nærfeltet og fjernfeltet for en elektrisk dipol (grøn kurve) og magnetisk dipol (rød kurve).

Det hurtige fald i nærfeltets effekts intensitet, er årsagen til at effekter grundet nærfeltet, stort set er forsvundet nogle få bølgelængder fra radioantennen.

Elektrisk dipol

Uddybende artikel: Elektrisk dipol

Uddybende artikel: Elektrisk dipolantenne

En elektrisk dipols nærfelts E og B styrker falder meget hurtigere med afstanden r: Resulterende i at nærfeltets effekts intensitet falder med henholdsvis 1/r^6 og 1/r^4.

Magnetisk dipol

Uddybende artikel: Magnetisk dipol

Uddybende artikel: Magnetisk dipolantenne

En magnetisk dipols nærfelts E og B styrker falder meget hurtigere med afstanden r: Resulterende i at nærfeltets effekts intensitet falder med henholdsvis 1/r^4^[4] og 1/r^6.

Eksempler på fjernfeltsteknologi

Eksempler på transducere, der sidder i teknologi, udstyr og dyr, som benytter fjernfelter (elektromagnetisk stråling):

Til at udsende og/eller modtage radiobølger

• Radioantenner

Til at modtage elektromagnetisk stråling

• Øjne - til fx synligt lys; nogle øjne kan også se noget infrarødt lys (nogle fisk (fx guldfisk, laks, piratfisk), nogle insekter) og noget UV-stråling (nogle flagermus, bier, fisk og fugle).^[5][6][7]
• Fotocelle - til fx noget infrarødt lys, synligt lys og UV-stråling
• Kamera - til fx noget infrarødt lys, synligt lys og UV-stråling
• Billedsensor - til fx noget infrarødt lys, synligt lys og UV-stråling
  • Stjernekamera
• Fotodiode - til fx noget infrarødt lys og synligt lys
• Solcelle - til fx noget infrarødt lys og synligt lys
• Geiger-Müller-rør - til fx gammastråling

Til at udsende elektromagnetisk stråling

• Glødelampe - til fx synligt lys
• Lysdiode - til fx noget infrarødt lys, synligt lys, noget UV-stråling
• Gasudladningsrør - til fx noget infrarødt lys, synligt lys, noget UV-stråling
  • Lysstofrør - til synligt lys
  • Plasmaskærm - til synligt lys
• Billedrør - til synligt lys
• Lysdiode-bagbelyst LCD-skærm - til synligt lys
• Røntgenrør - til røntgenstråling

Eksempler på nærfeltsteknologi

Eksempler på transducere, der sidder i teknologi og udstyr, som benytter vekslende eller varierende nærfelter - eller afskærmer for disse:

Benytter elektromagnetisk induktion

• Transformator
• To eller flere koblede elektriske svingningskredse
  • Dykmeter
  • Nærfeltskommunikation - fx trådløse betalingskort og baliser.
  • Æterofon; theremin - instrumentet spilles, ved at musikerens hænder forandrer position i forhold til to faste elektroder koblet til elektriske svingningskredse
• Metaldetektor
• Elektrodynamisk motor
• Elektrodynamisk generator
• Dynamisk mikrofon
• Elektrodynamisk højtaler

Benytter elektrostatisk induktion

• Dyr med elektroception - er følsom overfor (pulserende) elektrostatiske felter
  • Hajer
  • Næbdyr
  • Dyr med elektroception og som kan lave elektrisk lammende stød
    • Elektriske ål
    • Elektriske maller
    • Elektrisk rokke
• Elektrostatisk generator
  • Wimshurst-generator
  • Kelvingenerator
  • Elektrofor
  • Kondensatormikrofon
• Elektrostatisk motor
  • Elektrohydrodynamisk-lifter
  • Elektrostatisk ion-motor
  • Elektrostatisk højtaler
• Visse berøringsknapper
• Visse berøringsfølsomme skærme
• Visse trådløse fugtsensorer

Afskærmning mod elektromagnetisk induktion og elektrostatisk induktion

• En toledet elektrisk transmissionslinje er typisk udformet så nærfeltet dæmpes endnu mere end om elektriske ledninger. Balancerede transmissionslinjer er fx typisk snoede - og ubalancerede transmissionslinjers ene leder omslutter helt den anden leder (koaksialkabel).
• Faradaybur