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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK

Les lignes HF

2 - Lignes et champs

Nous avons vu dans le précédent « Comment ça marche ? » les différences de potentiels,
les courants et les champs associés. Nous avons vu ensuite la génération et la capture d’un
champ électromagnétique par un conducteur cylindrique. Nous allons voir maintenant ce
qui se passe dans une ligne (deux conducteurs cylindriques en parallèle).

PROPAGATION DE L’ÉNERGIE En conclusion, si le débit de l’éner- Dans le domaine de la radio, une onde
DANS UNE LIGNE. gie se fait à une certaine vitesse, est un objet mathématique décri-
Pour comprendre la propagation dans la propagation d’une variation de ce vant un comportement ondulatoire
une ligne, on peut faire appel au débit se fait à une autre vitesse qui (en fonction du temps et de l’espace),
métro de Paris, six heures le soir, station n’a aucune corrélation avec la pre- d’une grandeur électrique sinusoïdale.
« Châtelet les Halles ». Imaginons un mière. Mathématiquement, on peut Ainsi une onde électromagnétique
décrit le comportement d’un champ
hall de correspondance duquel part exprimer cela sous la forme d’une électromagnétique propagé .
(1)
un couloir vers un quai de ligne. propagation d’un champ de pres- Dans une ligne on aura aussi une onde
Ce couloir uniforme est plein de gens sion (celle qu’exerce les gens l’un sur de tension (d.d.p.) et une onde d’in-
qui se pressent à touche-touche. l’autre). Et l’on voit que la propaga- tensité (courant). Et pour compli-
tion de l’énergie se fait par l’intermé-
Le couloir, c’est la ligne. Le hall, c’est diaire de ce champ (l’augmentation quer les choses, on aura des ondes
la source et le quai c’est la charge. d’énergie est demandée à des gens purement mathématiques : ondes
complexes, ondes planes, ondes pro-
Dans le hall, la motivation des gens qui sont partis bien plus tôt). gressives, ondes stationnaires…
à prendre ce couloir, c’est la f.é.m. Applications à une ligne électrique L’étude des ondes et des champs
Dans le couloir, le débit par seconde avec f.é.m. et courant sinusoïdaux. électromagnétiques et leurs relations
des gens qui traversent un endroit Nous avons vu qu’avec un courant avec la tension et l’intensité se fait
donné, c’est l’intensité (du courant sinusoïdal, le déplacement des élec- à partir des équations de Maxwell.
de gens). trons est alternatif et qu’ils font qua- La résolution de ces équations est
siment du sur-place. très ardue en général (univers à
La motivation des gens (la f.é.m.) Le débit prend alors une autre signifi- quatre dimensions), mais elle se sim-
les entraîne à pousser ceux qui sont cation, ce ne sont plus des électrons plifie dans le cas des ondes planes.
devant eux. Ainsi, plus la motiva- qui transitent, mais des électrons qui Ces ondes se rencontrent dans la
tion est grande et plus grand est le s’agitent. Nous avons vu également propagation électromagnétique en
débit (plus le courant de gens va que l’agitation des électrons produit espace libre et dans les lignes (ondes
vite). On peut définir l’énergie mise un champ électromagnétique qui a la progressives).
en jeu comme une multiplication de propriété de se propager à la vitesse N-B : pour l’étude des rapports entre
la motivation (pression) par le débit de la lumière. lignes et champs, nous supposerons
(courant). Et inversement, des électrons qui une ligne sans pertes et parcourue
(2)
Examinons un premier cas où le sys- « baignent » dans un champ électro- par une onde progressive .
tème est invariable dans le temps. magnétique s’agitent. La propagation Nous verrons le cas des pertes et des
Alors la vitesse de déplacement du de l’énergie se fait donc par l’inter- ondes stationnaires plus tard.
courant est constante et relative- médiaire de ce champ électromagné- Une ligne est composée de deux
ment faible, environ un mètre par tique comme elle se faisait dans le conducteurs parallèles, côte à côte,
seconde pour une personne. couloir par un champ de pression. ou l’un dans l’autre.
Ainsi celle-ci va mettre 30 secondes On peut risquer une analogie avec la Ces deux conducteurs relient les deux
pour parcourir un couloir de 30 mètres. propagation d’une chute de dominos : pôles de la source aux deux pôles de
une f.é.m. crée des courants (dans la charge. Les champs attachés à la
Maintenant imaginons une augmen- un segment de la ligne) qui créent ligne résultent de la combinaison
tation brusque de la motivation un champ E-M, qui crée des cou- des champs de chaque conducteur.
des gens dans le hall. Alors ils vont rants (dans le segment suivant de la Ceux-ci sont à des potentiels opposés
accentuer très rapidement leur pres- ligne), qui créent un champ E-M, etc. depuis la source, entraînant des cou-
sion sur leur voisin de devant et ainsi jusqu’à la charge. rants opposés également.
de suite. Supposons que leur temps A partir des relations que nous avons
de réaction soit de 0,1 seconde et LIGNES ET CHAMP vues entre le champ électromagné-
qu’il y ait 3 personnes au mètre. ÉLECTROMAGNÉTIQUE. tique et un conducteur, nous avons
Alors, la modification de la motiva- En prélude, un mot sur la notion sur la figure 1 les champs E-M à diffé-
tion mettra 30 × 3 × 0,1 = 9 secondes d’onde, très employée avec les lignes rents endroits à l’intérieur, et autour
pour arriver sur le quai. HF. de la ligne.

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