Städtische Umgebungen sind mit Kilowatt Radiowellen von kommerziellen und staatlichen Sendern gefüllt. Obwohl Sie aus dieser Energiequelle nicht annähernd genug Strom herstellen können, um Ihr Haus zu betreiben, können Sie ihn mit empfindlichen elektronischen Geräten erkennen. Alle Antennen erzeugen elektrische Ströme aus Funkwellen; sie produzieren kleine mengen an energie.
Radiowellenenergie
Die Sendeleistung eines Radiosenders reicht von wenigen Watt für FM bis zu 50.000 Watt für prominente AM-Sender. Die Sendeantenne gibt Energie ab, die in einer sich ständig ausdehnenden Blase nach außen abstrahlt. Die Energie für eine gegebene Fläche schwächt sich nach einem Prinzip ab, das als Inverses-Quadrat-Gesetz bezeichnet wird: Die Menge, die beispielsweise einen Quadratfuß durchquert, sinkt auf ein Viertel der ursprünglichen Stärke, wenn Sie die Entfernung von der Quelle verdoppeln. Nach Angaben der Federal Communications Commission beträgt das theoretische maximale elektrische Feld in einem Kilometer Entfernung von einem 50.000-Watt-Sender nur 394 Millivolt pro Meter; Bäume, Gebäude und Luftfeuchtigkeit nehmen einen Teil dieser Energie auf, wodurch die tatsächliche Menge kleiner wird.
Antenne
Das Metall in einer Antenne wandelt Funksignale in Elektrizität um; Generell gilt: Je länger die Antenne, desto mehr Signal erhalten Sie. Tragbare Funkgeräte haben relativ kurze Antennen und nehmen winzige Mengen an Funkenergie auf. Ein Verstärker im Radio verstärkt das Signal, sodass Sie Sendungen hören können. Um Energie zu gewinnen, benötigen Sie einen mindestens 20 Fuß langen isolierten Draht. Verlegen Sie das Kabel in ausreichender Entfernung von Metallmöbeln, Aluminiumverkleidungen und anderen großen Metallgegenständen, die das zu empfangende Signal blockieren könnten. Bringen Sie einen weiteren isolierten Draht an einer zuverlässigen Erdung an, z. B. an einer Kaltwasserleitung. Die Enden der Antennen- und Erdungskabel erzeugen ein Spannungspotential, das Sie mit elektronischen Geräten messen können.
Oszilloskop
Ein Oszilloskop ist empfindlich genug, um die elektrische Energie, die Sie von Funkwellen erhalten, deutlich anzuzeigen und zu messen. Um diese Energie zu sehen, schließen Sie die Antenne an den "heißen" Anschluss des Eingangstastkopfs des Oszilloskops und das Erdungskabel an die Erdungsklemme des Oszilloskoptastkopfs an. Stellen Sie den vertikalen Eingangsbereich auf 1 Volt pro Teilung ein. Das Oszilloskop-Display zeigt ein "weißes Rauschen"-Muster an, das die Funkenergie von vielen verschiedenen Quellen anzeigt. Möglicherweise müssen Sie den vertikalen Eingang auf eine empfindlichere Einstellung einstellen, z. B. 200 Millivolt pro Teilung oder weniger, um das Muster klarer zu machen.
Diode und Galvanometer
Der aus Radiowellen gewonnene Strom ist ein hochfrequenter Wechselstrom; wenn verstärkt und auf die Frequenz eines bestimmten Senders abgestimmt, ist das Ergebnis eine Audiosendung. Um Radiowellen für Elektrizität zu verwenden, wandeln Sie zuerst das Wechselstromsignal mit einer Diode in Gleichstrom um, einem Gerät, in dem Strom nur in eine Richtung fließt. Verbinden Sie die Anode einer Kleinsignaldiode mit dem Antennendraht und verbinden Sie dann die Kathode mit einem Anschluss eines Galvanometers. Das Berühren des Erdungskabels mit dem anderen Galvanometeranschluss lässt die Nadel springen, was DC anzeigt.
Gefahren
Da Funkwellen sehr geringe Energiemengen liefern, ist die Verwendung einer Antenne zur Untersuchung von Elektrizität größtenteils sicher. Verwenden Sie immer isolierten Draht, kein blankes Metall, und vermeiden Sie es, ihn in der Nähe von Steckdosen, Stromleitungen und anderen offensichtlichen Stromquellen zu platzieren. Führen Sie bei Gewitter keine Experimente durch; Ein Blitzeinschlag in der Nähe kann in einem langen Kabel eine hohe Spannung induzieren, die Ihnen und allen angeschlossenen Geräten Schaden zufügt.
Anwendungen
Die geringe Strommenge, die Sie unter normalen Bedingungen erhalten, schränkt leider die praktische Anwendung von Elektrizität aus Funkwellen ein. Der Strom allein reicht nicht aus, um beispielsweise eine Glühbirne zu zünden oder einen Motor zu betreiben. Wenn Sie etwa 1,5 Volt von einem Antennen- und Dioden-Setup erhalten, können Sie damit einen wiederaufladbaren Nickel-Metallhydrid-Akku erhaltungsladen; Über einen Zeitraum von mehreren Stunden oder Tagen kann der Akku genügend Energie ansammeln, um ein Radio oder ein anderes kleines Gerät mit Strom zu versorgen.
