lunes, 22 de febrero de 2010

Propagación de las ondas electromagnéticas

Propagación de las ondas electromagnéticas



1. Describa un rayo electromagnético y un frente de onda.

Un rayo es una línea trazada a lo largo de la dirección de propagación de una onda electromagnética. Los
rayos se usan para mostrar la dirección relativa de la propagación de la onda electromagnética.
Un frente de onda representa una superficie de ondas electromagnéticas de fase constante. Se forma un frente de onda cuando se unen puntos de igual fase en rayos que se propagan desde la misma fuente.

2. Describa lo que es densidad de potencia e intensidad de voltaje.
La densidad de potencia es la energía por unidad de tiempo y por unidad de área, y se suele expresar en watts por metro cuadrado. La intensidad de campo es la intensidad de los campos eléctrico y magnético de una onda electromagnética que se propaga por el espacio libre. La intensidad del campo eléctrico se suele expresar en volts por metro, y la del campo magnético en amperes por metro (A/m)

3. Describa un frente de onda esférico.

FRENTE DE ONDA ESFÉRICO 


La figura muestra una fuente puntual que irradia potencia a una tasa constante y uniformemente en todas direcciones. Esa fuente se llama radiador isotrópico. Un radiador ísotrópico produce un frente de onda esférico cuyo radio es R. Todos los puntos que están a la distancia A' de la fuente están en la superficie de una esfera, y tienen igual densidad de potencia.
En consecuencia, las densidades de potencia en ellos son iguales. En cualquier momento, la potencia irradiada. P, watts, está uniformemente distribuida sobre la superficie total de la esfera

4. Explique la ley del cuadrado inverso.
cuanto más lejos va el frente de onda respecto a la fuente, la densidad de potencia es más pequeña. La potencia total distribuida en la superfìcie de la esfera queda igual. Sin embargo, como el área de la esfera aumenta en proporción directa a la distancia a la fuente elevada al cuadrado, la densidad de potencia es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de la fuente.


5. Describa la atenuación de ondas.
cuando las ondas se propagan por el espacio vacío, se dispersan y resulta una reducción de la densidad de potencia. A esto se le llama atenuación, y se presenta tanto en el espacio libre como en la atmósfera terrestre.

6. Describa la absorción de ondas.
La atmósfera terrestre no es un vacío. Más bien está formada por átomos y moléculas de diversas sustancias gaseosas, líquidas y sólidas. Algunos de esos materiales pueden absorber las ondas electromagnéticas. Cuando una onda electromagnética se propaga a través de la atmósfera
terrestre, se transfiere energía de la onda a los átomos y moléculas atmosféricos.
Una vez absorbida, la energía se pierde para siempre, y causa una atenuación en las intensidades de voltaje y campo magnético, y una reducción correspondiente de densidad de potencia.

7. Describa la refracción; explique la ley de Snell de la refracción.
La refracción electromagnética es el cambio de dirección de un rayo al pasar en dirección oblicua
de un medio a otro con distinta velocidad de propagación.
Por consiguiente, hay refracción siempre que una onda de radio pasa de un medio a otro
de distinta densidad.




La ley de Snell 



8. Describa la reflexión.
la reflexión es el acto de reflejar. La reflexión electromagnética se presenta cuando una onda incidente choca con una frontera entre dos medios, y algo o toda la potencia incidente no entra al segundo material. Las ondas que no penetran al segundo medio se reflejan.

9. Describa la difracción. Explique el principio de Huygens.
Se define a la difracción como la modulación o redistribución de la energía dentro de un frente de onda, al pasar cerca de la orilla de un objeto opaco. La difracción es el fenómeno que permite que las ondas luminosas o de radio se propaguen en torno a esquinas.

Sea b la anchura de la rendija, y consideremos que las infinitas fuentes secundarias de ondas están distribuidas a lo largo de la rendija.

El principio de Huygens establece que todo punto sobre determinado frente de onda esférico se puede considerar como una fuente puntual secundaria de ondas electromagnéticas, desde la cual se irradian y se alejan otras ondas secundarias.


10. Describa la composición de un buen reflector.
Para un conductor perfecto, T = 0.
La ley de la conservación de la energía establece que. para una superficie reflectora perfecta, la potencia total reflejada debe ser igual a la potencia total incidente y. en consecuencia.
T + |I´|² = 1

I´=coeficiente de reflexión (adimensional)
T= coeficiente de transmisión

11. Describa las condiciones atmosféricas que causan la refracción electromagnética.
Las capas atmosféricas funcionan como un conducto, y una onda electromagnética se puede propagar grandes distancias siguiendo la curvatura de la Tierra dentro de este conducto.


12. Defina la interferencia de ondas electromagnéticas.
La interferencia de ondas de radio se produce siempre que se combinan dos o más ondas electromagnéticas de tal manera que se degrada el funcionamiento del sistema lado, la interferencia está sujeta al principio de la superposición lineal de las ondas electromagnéticas, y se presenta siempre que dos o más ondas ocupan el mismo punto del espacio en forma simultánea.

13. Describa la propagación de ondas terrestres. Haga una lista de sus ventajas y sus desventajas.
Una onda terrestre es una onda electromagnética que viaja por la superficie de la Tierra. Por eso
a las ondas terrestres también se les llama ondas superficiales. Las ondas terrestres deben estar polarizadas verticalmente. Esto se debe a que el campo eléctrico, en una onda polarizada horizontalmente.
seria paralelo a la superficie de la tierra, y esas ondas se pondrían en corto por la conductividad del suelo.

Las desventajas de la propagación de ondas terrestres son las siguientes:
1. Requieren una potencia de transmisión relativamente alta.
2. Se limitan a frecuencias muy bajas, bajas e intermedias (VLF. LF y MF> y requieren
grandes antenas. La razón de esto se explica en el capítulo 11.
3. Las pérdidas en el terreno varían mucho de acuerdo con el material superficial y su composición.

Las ventajas de la propagación de ondas terrestres son las siguientes:
1. Con la potencia suficiente de transmisión, se pueden usar las ondas terrestres para comunicarse
entre dos lugares cualesquiera en el mundo.
2. Las ondas terrestres se afectan poco por las condiciones variables de la atmósfera.







14. Describa la propagación de las ondas espaciales.
La propagación de la energía eleclromagnélica en forma de ondas espaciales incluye la energía irradiada que viaja en los kilómetros inferiores de la atmósfera terrestre. Las ondas espaciales incluyen ondas directas y las reflejadas en el suelo.
Las ondas directas viajan esencialmente en línea recta entre las antenas de transmisión y recepción.
La propagación de ondas espaciales directas se llama transmisión por línea de vista

15. Explique por qué el horizonte de radio está a mayor distancia que el horizonte óptico.
La curvatura de la Tierra presenta un horizonte en la propagación de las ondas espaciales, que se suele llamar el horizonte de radio. A causa de la refracción atmosférica, el horizonte de radio está más allá del horizonte óptico para la atmósfera estándar común. El horizonte de radio está, más o menos, a cuatro tercios del horizonte óptico. La refracción se debe a la troposfera, a cambios en su densidad, temperatura, contenido de vapor de agua y conductividad relativa. El horizonte de radio se puede alargar sólo con elevar las antenas de transmisión o recepción, o ambas, respecto a la superficie terrestre, con torres, o colocándolas sobre montañas o edificios altos.

16. Describa las diversas capas de la ionosfera.

En esencia son tres las capas que forman la ionosfera: las capas D, E y F. Las tres capas de ionosfera varían en localización y en densidad de ionización según la hora del día.

La capa D es la más inferior de la ionosfera, entre 30 y 60 mi (SO a 100 km) sobre la superficie de la Tierra. Como es la capa más alejada del Sol, tiene poca ionización. En consecuencia, la capa D tiene muy poco efecto sobre la dirección de propagación de las ondas de radio.

La capa E se ubica entre las 60 y las 85 millas (100 a 140 km) sobre la superficie terrestre. A veces se le llama capa Kennelly-Heaviside en honor de-Ios dos científicos que la descubrieron. Tiene su densidad máxima a unas 70 millas a mediodía, cuando el Sol está en su altura máxima. Como en la capa D, la capa E desaparece casi totalmente por la noche.

La capa F está formada en realidad por dos capas: la F, y la F; . Durante el día, la capa F, está entre 85 y 155 mi (140 a 250 km) sobre la superficie terrestre. La capa F; está de 85 a 185 mi (140 a 300 km) sobre la superficie terrestre durante el invierno, y de !55 a 220 mi (250 a 350 km) en el verano. Durante la noche, las capas F, y F2 se combinan y forman una sola capa. La capa F, absorbe y atenúa algunas ondas de HF. aunque la mayoría de las ondas atraviesan hasta la capa F . donde son reflejadas hacia la Tierra.

17. Describa la propagación de ondas celestes.
Las ondas electromagnéticas que se dirigen sobre el nivel del horizonte se llaman ondas celestes.
En el caso normal, las ondas celestes se irradian en una dirección que forma un ángulo relativamente
grande con la Tierra. Se irradian hacia el ciclo, donde son reflejadas o refractadas hacia la superficie terrestre por la ionosfera la propagación de las ondas celestes se le llama a veces propagación ionosférica


18. Explique por qué las condiciones ionosféricas varían con la hora del día. el mes. etc.
Las capas de la ionósfera varían en ubicación y en densidad de ionización con la hora del día. También fluctúan en un patrón cíclico todo el año y de acuerdo con el ciclo de manchas solares de once años. La ionósfera es más densa en las horas de máxima luz solar

19. Defina la frecuencia crítica y el ángulo crítico.
La frecuencia critica se define como la máxima frecuencia que se puede propagar directo hacia arriba y es reflejada por la ionosfera hacia la Tierra. La frecuencia crítica depende de la densidad de ionización y. en consecuencia, varía con la hora del día y con la estación.
Cada frecuencia tiene un ángulo vertical máximo al cual se puede propagar y seguir reflejándose por la ionosfera. Ese ángulo se llama ángulo crítico.


20. Describa lo que es altura virtual.
La altura virtual es la altura, sobre la superficie terrestre, desde la que parece reflejarse una onda refractada.
La onda irradiada se refracta y regresa a la tierra, describiendo la trayectoria B. La altura máxima real que alcanzó la onda es ha. Sin embargo, la trayectoria A muestra la trayectoria
proyectada que podría haber tomado la onda reflejada y ser regresada a la Tierra hacia
el mismo lugar. La altura máxima que habría alcanzado esta onda reflejada hipotética es la altura
virtual ( Hv )







21. Defina lo que es máxima frecuencia útil.
La máxima frecuencia útil (MUF, de máximum usable frequeney) es la mayor frecuencia que se puede
usar en propagación de ondas celestes entre dos puntos específicos de la superficie terrestre.
Es una frecuencia límite para la propagación de las ondas celestes. Sin embargo, la MUF es para determinado ángulo de incidencia.

22. Defina la distancia de salto y describa las razones por las que varía.
La distancia de salto, es la distancia mínima desde una antena de transmisión a la que regresará a la Tierra una onda celeste de determinada frecuencia.
Varia por la desaparición de las capas D y E durante la noche, el cielo que forma la ionosfera se eleva y permite a las ondas celestes viajar más arriba antes de ser refractadas hacia la Tierra



23. Describa lo que es pérdida en trayectoria.
La pérdida en trayectoria por el espacio Ubre se suele definir como la pérdida sufrida por una onda electromagnética al propagarse en línea recta por un vacío, sin absorción ni reflexión de energía en objetos cercanos.
En realidad no se pierde energía alguna; tan sólo se reparte al propagarse alejándose de la fuente, y se produce una menor densidad de potencia en determinado punto a determinada distancia de la fuente.

24. Describa qué es margen de desvanecimiento.
Para tener en cuenta el desvanecimiento temporal, se agrega una pérdida adicional de transmisión a la
pérdida en trayectoria normal. A esta pérdida se le llama margen de desvanecimiento. En esencia, el margen de desvanecimiento es un "factor espurio" que se incluye en la ecuación de ganancia del sistema para considerar las características no ideales y menos predecibles de la propagación de las ondas de radio, como por ejemplo la propagación por trayectorias múltiples (pérdida por trayectorias múltiples) y la sensibilidad del terreno.

25. Describa el desvanecimiento.
Al propagarse una onda electromagnética por la atmósfera terrestre, la señal puede tener pérdidas intermitentes de intensidad, además de la pérdida normal en la trayectoria. Esas pérdidas de pueden atribuir a diversos fenómenos, que incluyen efectos de corto y de largo plazo. Esta variación en la pérdida de la señal se llama desvanecimiento y se puede atribuir a perturbaciones meteorológicas como lluvia, nieve, granizo, etc.;
                                                                   INFORMACION A TOMAR ENCUENTA                                                                                                                
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El peligro de las antenas    

El peligro de las antenas

Una de las principales preocupaciones de los residentes de Villa Elisa, es el posible riesgo para la salud, al estar en contacto con la emanación de ondas provenientes de la antena que la firma CTI ha instalado en el fondo de una vivienda particular de 27 e/ 420 y 422.

Sin embargo, la Organización Mundial de la Salud -OMS- no ha prohibido la instalación de estas antenas cerca de lugares habitados, aunque sí viene efectuando recomendaciones a todos los gobiernos para que adopten precauciones y regulen los lugares donde se permita colocarlas.

"Las antenas de la estación base emiten haces de radiofrecuencia que, normalmente, son muy estrechos en la dirección vertical pero relativamente anchos en dirección horizontal, por lo que la intensidad en el suelo ubicado directamente debajo de la antena es baja", se detalla en uno de los informes de la OMS.

Según expresan desde el organismo internacional, aún se está investigando si existen riesgos en las cercanías de antenas de teléfonos celulares. Si bien aún no se han finalizado estos estudios, se recomienda que "es prudente no colocarlas hasta 500 metros de lugares donde vivan niños".

Consecuentemente, las leyes argentinas -nacionales y provinciales- han establecido precauciones, al exigir estudios ambientales, controles y la certeza de la participación directa de la población susceptible de sufrir el impacto ambiental.

A su vez, las ordenanzas municipales -en nuestra ciudad la N° 9860- han determinado las características de los sitios en los que pueden instalarse las referidas antenas. En este caso, se podrán ubicar "sobre terreno natural, el que deberá tener una superficie mínima de parcela de diez mil metros cuadrados y un lado mínimo igual o mayor a cien metros."

En esta normativa local, también se estipula que "en los casos en los que la instalación se lleve a cabo sobre terreno natural, deberá implementarse una barrera arbórea de mitigación."

Todos estos textos legales exigen como paso previo la obtención de los permisos, la realización de los estudios previos necesarios y la constatación de que el emplazamiento se realice en un sitio legalmente permitido.

En este sentido, la OMS insta a que se consulte previamente con la comunidad, para la ubicación de estas "estaciones base": "Si bien los niveles de los campos de radiofrecuencia no deben ser considerados un riesgo a la salud, la decisión sobre su emplazamiento debe considerar tanto la estética como la susceptibilidad del público.

Trabajo Formato DOC con sus imagenes  LINK  DE DONDE SE  SACO
http://rapidshare.com/files/237136315/cap9-tp.doc.html

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