Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica Campos Y Ondas Electromagnéticas Crear y detectar onda electromagnéticas Alumno Profesor: Zavala Romero Eduardo Ángel año en el que es nombrado profesor de física teórica en la universidad de Kiel. Estas radiaciones generan unas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire e incluso por el vacío. La radiación electromagnética es la energía que se transmite a través del espacio en forma de ondas. . forman parte del grupo de las ondas electromagnéticas. En 1885 se hizo profesor en la universidad de Karlsruhe. en donde descubrió las ondas electromagnéticas. por eso también se dice que es una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético. como había sido predicho por James Clerk Maxwell y Michael Faraday. Se conoce como onda electromagnética. Estas ondas no requieren de un soporte material para su expansión.Creador y Detector de ondas electromagnéticas. La existencia de las ondas electromagnéticas fue comprobada por los físicos del siglo XIX al analizar diversas cuestiones vinculadas a la electricidad. A partir del experimento de Michelson en 1881 (precursor del experimento de Michelson-Morley en 1887). Probó experimentalmente que las señales eléctricas pueden viajar a través del aire libre. ondas electromagnéticas. de hecho. Cada partícula genera lo que se llama un campo. Las radiaciones electromagnéticas son las generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez (oscilando). formadas por un campo eléctrico y otro magnético oscilantes y perpendiculares entre si y a su vez a la dirección de propagación FIGURA 1. Heinrich Rudolf Hertz obtuvo su doctorado en 1880 y continuó como pupilo de Helmholtz hasta 1883. a la difusión de la radiación de este tipo por medio del aire. Las ondas de luz. Hertz reformuló las ecuaciones de Maxwell para tomar en cuenta el nuevo descubrimiento. por lo tanto. Teórico. lo que implica que pueden desplazarse en el vacío. ONDA ELECTROMAGNÉTICA. es necesario que el campo eléctrico de la onda captada tenga un nivel suficiente. En el espacio libre. para una frecuencia dada depende de la velocidad de propagación de la onda. Dipolo. Se producen cuando una corriente alterna atraviesa un conductor (antena) generando un campo electromagnético alrededor de éste(a). Formas de propagación. En líneas. Las ondas causadas por la caída de una piedra en la superficie de un estanque se propagan como círculos concéntricos. La onda de radio emitida por la antena isotrópica (es decir. La energía electromagnética se almacena alternativamente en el campo y en el conductor. pero si la corriente continua fluyendo llega un momento en que la energía ya no regresa al conductor sino que es radiada al espacio convirtiéndose en radiofrecuencia. la intensidad del campo electromagnético irradiado es más débil. El estudio de las líneas de transmisión y los fenómenos de propagación de una señal en una línea puede ayudar a optimizar los cables utilizados en el establecimiento de una red de transmisión o para la alimentación de una antena.Las ondas de radio u ondas Hertzianas son ondas electromagnéticas o impulsos de energía electromagnética capaces de viajar por el espacio vacío alejándose indefinidamente sin necesidad de ningún soporte material. cuanto más se aleje de la antena. Para una buena recepción. Un dipolo es una antena con alimentación central empleada para transmitir o recibir ondas de radiofrecuencia. El ámbito de las frecuencias de las ondas de radio se extiende de algunas decenas de kiloherzios hasta los límites de los infrarrojos. Estas antenas son las más simples desde el punto de vista teórico. En espacio libre. radiante de manera uniforme en todas las direcciones del espacio) puede ser representada por una sucesión de esferas concéntricas. La longitud de onda es una característica esencial en el estudio de la propagación. al cabo de un período. Un dipolo eléctrico es un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí. El valor mínimo de este nivel depende de la sensibilidad del receptor. de la ganancia de la antena y la comodidad de escucha deseada. la onda habrá recorrido una distancia llamada longitud de onda. Como una onda de radio es una vibración. . lo que las aísla eléctricamente unas de otras. FIGURA 3. que las sueldan. f Cohesor. en principio permanente. El contacto con el aire oxida superficialmente las virutas del cohesor. Diodo led. 2 pilas AA. Es decir. Inventado por el científico francés Édouard Branly. formando un camino de baja resistencia entre sus dos electrodos. COHESOR. Desarma el chispero y une los dos conductores del mismo a los conductores que tienen las puntas. Materiales: Encendedor eléctrico. se producen pequeños arcos entre las virutas. con sus dos bases cubiertas interiormente por sendos conductores unidos a dos electrodos externos. el cohesor consiste en un tubo cilíndrico aislante.FIGURA 2. Procedimiento: Se cortan dos trozos de conductor eléctrico y unimos dos pinzas cocodrilo en un extremo de cada uno. Cable conductor. 4 trozos de alambre o tornillos de 10cm. el cohesor pasa a un estado de baja resistencia. Madera o cartón para montar todo. La capa de óxido tiene un efecto similar al de un diodo. Cuando una corriente de radiofrecuencia y la intensidad suficiente atraviesa el cohesor. 5 centímetros de manguera o tubo de plástico. ante un pulso de radiofrecuencia. DIPOLO SIMPLE. normalmente de vidrio. La longitud de un dipolo debe ser por tanto: L= 150 . . Un cohesor es un dispositivo que permite la detección de ondas de radio y que se usó en los primeros años de la telegrafía sin hilos. 4 puntas caimán. El tubo se llena de virutas metálicas que quedan presionadas dentro del mismo. se llaman “Dipolo eléctrico“. Para el receptor de ondas electromagnéticas. La resistencia de las limaduras en el interior del tubo de plástico es muy grande y la corriente que pasa es muy pequeña. la resistencia de las limaduras disminuye y la corriente aumenta. Esquema: Esquema de funcionamiento. Para hacer el circuito que encenderá el diodo led cuando detecte la onda electromagnética. Es decir que si se logra hacer saltar una chispa entre dos alambres conductores llamados dipolos. Cuando un dipolo como el que construimos es atravesado por el impulso eléctrico. Cuando se hace saltar una chispa entre los dipolos colocados cerca del cohesor. Se necesita colocar limaduras de hierro dentro de la manguera e introducir por cada lado un tornillo. Pega eso sobre la otra base. Cuando llegan las ondas electromagnéticas. emite una onda electromagnética. Emisor de ondas Las ondas de radio o electromagnéticas se pueden generar por la pérdida de energía de un circuito oscilante. debemos unir un cable que irá al otro terminal del diodo led. Mientras que el otro extremo estará conectado a un extremo del cohesor. en nuestro caso el dipolo se forma por dos varillas metálicas alineadas una a continuación de la otra que no llegan a tocarse. Como . es decir que pasa la corriente de las pilas y se enciende el led. Debemos unir las pilas en serie. Un extremo de las baterías estará conectado directamente al diodo led. Del otro extremo del cohesor. Detector de ondas El receptor consta de un cohesor y un circuito extra para encender un diodo led. deja una separación de 1 a 2 milímetros entre ellas. No deben quedar compactadas las limaduras. El cohesor consiste en un tubo cilíndrico aislante. No deben tocarse. Estos y con esa configuración. se producen ondas de radio y estas son detectadas por el cohesor. ¿Cómo funciona? El experimento consta de un receptor y emisor en el cual el receptor consta de un encendedor que es el encargado de generar un pulso eléctrico que recorre los tornillos. se producen ondas electromagnéticas u ondas de radio.Sobre la base de madera pega los dos tornillos alineados. 666 μs f 1500 Hz λ L= .2 m 2 v m λ= . v =λf =0.2 ω=2 πf =2 π∗( 1500 )=3000 π E= ASen(3000 πt −10 πz ) .el led se mantiene encendido hay que darle un pequeño golpe al cohesor para que esté preparado de nuevo. λ=2 ( 0.1 m ) ≈ 0.1 1 1 T= = =666. Teniendo L longitud de 10cm. Podemos obtener una frecuencia aproximada: L= 150 150 150 . Cálculos.2 m∗1500 H z=300 f s ξ= 2π 2π = =10 π λ 0. f L 0.f= = ≈ 1500 Hz .