我猜你不明白如果没有完整的电路，电流是如何流动的。让我们以一个简单的四分之一波偶极子为例：

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

既然没有从 V1 的“-”到“+”的完整电路，任何电流如何流动？

考虑一下：相对于电磁场中波的传播速度，偶极子很长。电流确实不能流动，但直到它到达电线的末端才知道这一点。当电流接近电线末端但无处可去时，电荷会堆积起来，直到它们被推回另一个方向。当它回来时，它已经行进了或经历了相移。此时 V1 处的电压也发生了变化，因此电流正在建设性地添加到 V1 产生的新电流中。如果不是这些能量中的一部分以辐射的形式损失掉，那么这个天线中的能量就会无限制地增长。$\lambda/2$$180^\circ$

为什么能量辐射很复杂。长答案是“麦克斯韦方程组”。如果您不想了解该数学的所有细节，那么这里有一个简单的、不完整的理解：天线中的电流与磁场相关，而电压与电场相关。天线是一种布置，使得在远离天线（远场）一定距离处，这两个场相互垂直且同相，你得到的是这样的自传播波：

红色是电场 (E)，蓝色是磁场 (B)。这是由与 Z 轴对齐的偶极子发射的那种波。

这是一个过于简化的版本，它帮助我克服了自己的菜鸟无知。

基本上有两种类型的小型天线：小型环形天线和短偶极天线。小环形天线只是一圈电线，电线中的任何电流都会在天线周围产生磁场。该设备是一个电感器，但具有很大的空间填充磁场。

另一方面，短偶极子天线只是一对突出在空中的金属“电容板”，如果在它们之间施加电压，周围空间就会产生电场。该设备只是一个电容器，但同样，它在周围区域具有很大的空间填充场。

应用正弦波而不是恒定电压或电流，“天线”周围的场将扩大，然后收缩为零，然后再次扩大但指向后方……然后重复。不会产生任何波，所以它们根本就不是无线电天线。但他们正在太空中创造一些局部电磁场。

这是麻省理工学院的“TEAL”视频项目，其中包含该过程的可视化版本：

YT VIDEO：扩展/收缩电子领域

到目前为止还好吗？环形天线产生磁场，偶极天线产生电场。当我们以非常高的频率驱动任一天线时，就会发生奇怪的事情。那，或者我们可以构建一个尺寸如此之大的天线版本，就天线而言，即使是 60Hz 也将成为一种“无线电信号”。

事情是这样的：这些天线周围的磁场或电场不能以超过光速的速度膨胀或收缩。那么，如果施加到这些设备上的交流脉冲“太快”会发生什么？电感器或电容器周围的场必须向外膨胀，然后再次被吸回，但如果速度接近光速怎么办？那时，这些场不再像看不见的气球一样膨胀或收缩。相反，这些场开始表现为波浪。

因此，当我们在交流正弦波期间反转极性时，电场或 b 场不会像往常一样被完全吸回。相反，它会从天线上脱落并继续移动。一些场能量没有被取回，而是丢失到太空中。我们的环形天线不再只是一个电感器，它开始产生波了。我们的偶极子现在是一个波发射器，而不仅仅是一个电容器。

YT vid：小型天线周围的电磁场

好问题！复杂的答案。要理解为什么在没有返回路径（“负极”）的情况下会发生这种情况，您必须超越欧姆定律。

所有加速的电荷都会辐射。因此，传导交流电的一切都充当天线。然而，它们通常是较差的天线，并且辐射不佳。因此，通常可以简单地忽略这一方面以简化问题。

要制作一个好的天线，您必须将功率（能量包含在电压和电流中）转换为远离天线传播的电磁辐射（其中能量包含在 E 和 H 场中）。这需要天线的阻抗大致匹配，并且导致辐射的电流同相叠加，这样它们就不会像在传输线中那样相互抵消。正如吉姆·迪尔登（Jim Dearden）所提到的，您可以根据物理长度对其进行设计以获取驻波或消除驻波。

您关于“没有负极”的问题与使用简化的电路模型有关，该模型不关心电压和电流的 3d 方面和场。电流可以在任何导电的物体（有极或无极）中流动。外部 EM（电磁）波一直都是这样做的。然而，没有欧姆定律模型可以预测这一点。

为了从简单的欧姆定律更上一层楼，工程师们采用了“抗辐射”模型。这以与标准欧姆电阻类似的方式使用。在欧姆定律中，耗散的能量转化为热量。在辐射电阻模型中，耗散的能量转化为辐射。

抗辐射性只是一个简单的工具，可以帮助工程师评估已知的电路元件（即通常一些射频专家为您计算），而无需使用麦克斯韦方程并将边界条件应用于物理电路以准确了解辐射模式。

了解电路行为的真正关键是了解何时需要考虑辐射方面的重要性。当电路的工作频率具有物理上接近电路尺寸的波长时，欧姆定律开始迅速失效。根据经验，如果波长和电路尺寸之间的比率大于 0.1，那么您需要应用麦克斯韦方程来了解该电路将如何工作。因此，术语“四分之一波”天线应该是您需要应用 EM 理论来理解电路功能的线索。

如果您有时间，请尝试消化这篇关于了解 EM 辐射的文章。它旨在指导工程师了解电路如何以欧姆定律无法预测的方式工作。它确实包含很多 EM 理论，但您无需真正了解所有这些，即可了解当您的工作频率接近电路的物理尺寸时，电路分析存在很大差异。

编辑：我只是想到了另一个可能有帮助的例子。电容器没有返回路径，它们只是开路，但它们以某种方式工作，对吧？这（以及只是短路的电感器）仅因其辐射特性而起作用。工程师们已经找到了一种将 EM 方程转换为固定元素（或集总元素）的方法，以便将它们合并到欧姆定律模型中，使其更易于使用。就像天线一样，除了一块无处可去的金属之外，还有更多的事情要做。

我想这种方法虽然不完全正确，但可能会有所帮助。试着想象一个电池和 2 根电线连接在它的端子上。电池中存在强电。这意味着电池中存在电场，现在该电场通过连接的电线，导致在各自的末端积累 +ve 和 -ve 电荷，直到达到相同的电位，直到电池的电位没有改变。现在，两个开路端的电位都与电池的电位相同。现在，如果我增加电池的电位，更多的电荷将移动到末端，直到电位平衡。当我降低潜力时，一些费用会退回。虽然电荷的移动时间很短。当施加交流电压时，这种运动会持续发生，有效地振荡电荷，从而产生电磁波。希望这可以帮助 ：）