Réflexion du champ E sur une grille

[invitef5d9c08c]

Bonjour, voici mon questionnement :

un champ électrique polarisé verticalement qui arrivent sur une grille métallique horizontale peut passer au travers sans problème.

S'il arrive sur une grille verticale (donc dans le même sens que lui), il est bloqué (les angles intermédiaires laissent passer une composante et bloquent l'autre...).

Ceci s'explique car le champ E va déplacer les électrons sur la grille si elle dans le même sens que lui et donc créer un courant dans la grille, qui va s'opposer au champ E.
Si la grille est horizontale, les électrons ne pouvant se déplacer d'un barreau à l'autre, il n'y aura pas de mouvement coopératifs de ceux-ci, et donc, pas de courant, et donc pas de champ opposé.

Ma question est : pourquoi/comment le déplacement des électrons dans la grille (lorsqu'elle est orienté verticalement) va créer un champ exactement opposé au champ incident, et ainsi l'annuler ?

Merci d'avance de m'éclairer sur ce problème.

A+
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[b@z66]

Pourquoi:
Parce que si ta grille est faite d'un matériau très conducteur, la réaction face à un champ électrique incident sera l'apparition d'un autre champ qui tendra à annuler le champ électrique dans les parties conductrice des barreaux (si cela n'était pas le cas, le courant dans les barreaux tendrait vers l'infini, J=sigma.E).

Comment:
les charges électriques dans tes barreaux vont se déplacer dans les barreaux de sorte de le polariser(et ainsi créé le champ annulant celui du départ). C'est ce qui se passe déjà quand on place un conducteur quelconque dans un champ électrostatique.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Votre question est mal posée. Il s'agit d'une onde électromagnétique dont le champ électrique est parallèle ou perpendiculaire aux fils conducteurs d'une grille.
Dans un conducteur, un champ électrique, même petit crée un courant très grand. Si le conducteur était idéal, le courrant serait même infini.
Donc le champ électrique qui arrive parallèle aux fils crée dans ceux-ci un courant alternatif de la même fréquence que celle du camp électrique (et de l'onde, évidemment). Ce courant génère une onde électromagnétique (comme une antenne) dont l'amplitude et la phase est telle qu'additionné à l'onde incidente, la valeur est presque nulle. Ce qui fait n en passant que le courant dans les fils reste raisonnable. Si les fils étaient supraconducteurs, l'onde générée aurait exactement la même amplitude que l'onde incidente et serait en opposition de phase. Dans le cas réel, l'amplitude est légèrement plus faible mais la phase est bien 180°.
Maintenant, cette onde rayonnée par les fils, donne du côté incident, une onde presque identique à l'onde incidente (mais se propageant dans l'autre sens). C'est l'onde que l'on appelle réfléchie.
De l'autre côté de la grille, on a l'addition de l'onde émisse avec l'onde incidente (qui a traversé la grille). Comme les deux ondes sont en opposition de phase, l'addition est presque nulle, et on dit que l'onde incidente "ne traverse pas".
Cette manip illustre bien la grosse différence entre la réflexion d'une balle de tennis contre un mur et la réflexion des ondes électromagnétiques. Les ondes électromagnétiques ne se réfléchissent pas parce qu'elles ne pas peuvent pas traverser la matière. Ces ondes traversent sans problème des vitres ou des diélectriques massifs mais sont réfléchies par la ionosphère (bon, seulement les basses fréquences) qui est presque immatérielle. Immatérielle, oui, mais conductrice.
Au revoir.

[invitea3eb043e]

Juste pour dire les choses autrement : le champ électrique induit des courants dans le métal et ces courants génèrent un champ électromagnétique qui s'oppose au champ incident, c'est comme ça que marchent les miroirs. Donc l'onde ne passe pas mais elle est réfléchie.
Pour l'autre polarisation, les électrons ne peuvent pas bouger facilement car les bords de fils les arrêtent, tout se passe comme si la conduction, donc le pouvoir réfléchissant diminuait.
On trouve une idée un peu similaire avec les courants de Foucault qui sont créés par des champs magnétiques variables, on peut les réduire en feuilletant les blocs de fer (voir les transfos).
En optique on peut remplacer les fils par des chaînes moléculaires bien alignées qui liassent passer une polarisation et pas l'autre. Les polaroïds fonctionnent ainsi.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef5d9c08c]

Merci à vous pour ces réponses, bien que ma question fût mal posée .

Pour être clair : mon champ polarisé verticalement est (1)colinéaire au plan défini par ma grille et le (2)vecteur d'onde k est perpendiculaire à ce même plan.
Ensuite, la grille est inclinée de façon à ce que les barreaux soient colinéaires au champ, ou perpendiculaires, et ce en gardant les conditions (1) et (2).

Vous avez donc bien répondu .

Encore merci.

A+

[invite2c711b50]

Bonjour à tous,

Bien que cette discussion ce soit arrêtée il y de cela 6 mois je voudrais la relancer

Je suis entièrement d'accord avec ce qui a été expliqué jusqu'à présent mais je pense que cela n'est vrai qu'à une distance suffisante de la source de l'onde EM incidente.
En effet ma question porte sur l'antenne bien connu YAGI. Ici, nous considérons un dipole émetteur avec donc une polarisation linéaire (v ou h) dans le voisinage (typiquement lambda/10) duquel se situe un certain nombre de brins métalliques parallèles à ce dipole et ayant des dimensions soit supérieure (réflecteur) ou inférieure (directeurs). Selon donc que ces brins métalliques soient plus grands ou plus petits que le dipole source, l'onde incidente produira dans ces brins métalliques un courant qui produira à son tour une onde EM laquelle sera soit en phase(plus petit) soit déphasé de 180°(plus grand) par rapport à la source ce qui aura pour conséquence donc d'amplifier l'onde EM ou de l'atténuer.
Je voudrais donc savoir d'où vient cette différence dans les déphasages?De l'impédance imaginaire des brins métalliques fonction de la taille de ceux-ci ? Mais alors le déphasage ne serait-il pas tantôt de 90, tantôt de -90° ?
Pour finir pourquoi la taille des brins métalliques n'influencerait-elle pas la réflexion dans le cas "simple" que vous avez précédemment mentionné? Par l'effet de couplage? A cette distance (lambda/10), oui surement mais quelqu'un saurait-il m'expliquer cet effet ?

Merci d'avance

[invite6dffde4c]

Bonjour à tous,

Bien que cette discussion ce soit arrêtée il y de cela 6 mois je voudrais la relancer

Je suis entièrement d'accord avec ce qui a été expliqué jusqu'à présent mais je pense que cela n'est vrai qu'à une distance suffisante de la source de l'onde EM incidente.
En effet ma question porte sur l'antenne bien connu YAGI. Ici, nous considérons un dipole émetteur avec donc une polarisation linéaire (v ou h) dans le voisinage (typiquement lambda/10) duquel se situe un certain nombre de brins métalliques parallèles à ce dipole et ayant des dimensions soit supérieure (réflecteur) ou inférieure (directeurs). Selon donc que ces brins métalliques soient plus grands ou plus petits que le dipole source, l'onde incidente produira dans ces brins métalliques un courant qui produira à son tour une onde EM laquelle sera soit en phase(plus petit) soit déphasé de 180°(plus grand) par rapport à la source ce qui aura pour conséquence donc d'amplifier l'onde EM ou de l'atténuer.
Je voudrais donc savoir d'où vient cette différence dans les déphasages?De l'impédance imaginaire des brins métalliques fonction de la taille de ceux-ci ? Mais alors le déphasage ne serait-il pas tantôt de 90, tantôt de -90° ?
Pour finir pourquoi la taille des brins métalliques n'influencerait-elle pas la réflexion dans le cas "simple" que vous avez précédemment mentionné? Par l'effet de couplage? A cette distance (lambda/10), oui surement mais quelqu'un saurait-il m'expliquer cet effet ?

Merci d'avance

Bonjour.
Le déphasage des brins d'une antenne Yagi, n'est pas 0 ou 180°. Ce déphasage dépend surtout de la distance au dipôle alimenté et un peu des dimensions du brin.
Vous pouvez avoir une description simplifiée (mais correcte) du fonctionnement des antennes Yagi dans ce fascicule.
Regardez page 37 et page 41 et suivantes.
Au revoir.

[f6bes]

Bjr Renono,
Si les formules te rebutent:
Suppose une longeur d'onde de 1m. Tu vas trouver à (en distance) 0.25m le "haut" de l'onde, à 0.5m tu repasses par le "zéro" , à 0.75m le "bas" de l'onde et à 1m tu te retrouves à l'état initial.
Donc tu passes par des états intermédiaires de dépahasage ou de phase suivant la distance ou tu vas placer ton autre élément.

A certaines distances tu seras en phase en d'autres en"anti-phase" avec toutes les valeurs intermédiaires suivant ou tu te places.
Lorsqu'on veut une antenne à bande étroite on taille les éléments directeurs à la meme longeur. Si l'on doit avoir une bande large on "étage" la longueur des éléments.
A+

[invite2c711b50]

Merci à vous deux, LPFR, pourriez vous me donner la référence complète de votre document ?

f6bes, non non les formules ne rebutent pas, je comprend bien le déphasage introduit par le chemin parcouru par l'onde, ce qui me posait problème était le déphasage introduit par l'élément lui même lorsqu'il est soumis à l'onde EM et qu'il rayonne donc aussi, mais le document de LPFR est très clair .

Afin de voir si j'ai bien saisi le document fourni, pourrait-on dire que dans le cas d'une source éloignée, le couplage n'a pas lieu car l'impédance mutuelle Zij tend vers 0, et dès lors nous retombons sur le cas classique décrit au début de cette discussion d'un courant dans le brin qui tendra à rendre le champ E nul (pour que J=sigma.E ne tende pas vers l'infini). Ce courant et l'onde EM qui en est généré sont donc en opposition de phase avec l'onde EM incidente ?

Merci encore

[invite6dffde4c]

Re.

...pourriez vous me donner la référence complète de votre document ?

Qu'est ce que vous entendez par référence complète du document?
C'est un fascicule que j'ai écrit il y a quelques années et les références bibliographiques se trouvent à la fin.

Afin de voir si j'ai bien saisi le document fourni, pourrait-on dire que dans le cas d'une source éloignée, le couplage n'a pas lieu car l'impédance mutuelle Zij tend vers 0, et dès lors nous retombons sur le cas classique décrit au début de cette discussion d'un courant dans le brin qui tendra à rendre le champ E nul (pour que J=sigma.E ne tende pas vers l'infini). Ce courant et l'onde EM qui en est généré sont donc en opposition de phase avec l'onde EM incidente ?

Effectivement l'impédance mutuelle tombe vers zéro quand on s'éloigne.

Je suis d'accord avec le dernier paragraphe. Mais c'est encore plus général.
Le champ parallèle à la surface d'un conducteur parfait est toujours nul. Pour un conducteur moins parfait il n'est pas tout à fait nul, mais très petit. Et ceci indépendamment de la forme ou dimensions du conducteur et indépendamment des champs électromagnétiques incidents. Et ceci pour les raisons que vous avez bien compris.
A+