Teoria de ondas electromagenticas

UNIDAD 1

Michael Giovanni Rodriguez Reina

Septiembre 2017

Universidad Nacional Abierta y a Distancia

Girardot - Cundinamarca

Teoría electromagnética y ondas

Teniendo en cuenta la bibliografía dispuesta en el entorno de conocimiento para la unidad 1, de forma individual responda las siguientes preguntas:

• ¿Qué utilidad tiene la tangente de pérdidas?, muéstrelo con un ejemplo sencillo.

La tangente de pérdidas nos permite tener una claridad de la calidad del  componente aislante, en un generador de corriente alterna, las bobinas deben estar aisladas unas de otras por ende llevan un recubrimiento que consta de varios componentes aislantes los cuales deben ser de excelente calidad, por tanto en el momento de realizar el recubrimiento de las bobinas se debe realizar el cálculo para saber qué tipo de aislamiento se debe utilizar.

• ¿Qué tipo de factores pueden incidir en las pérdidas por propagación de ondas electromagnéticas?

La distancia en un factor importante, ya que al tener una gran distancia se presenta una dispersión de las ondas lo cual genera una reducción  de la densidad de potencia, este fenómeno es conocido como Atenuación.

El medio terrestre, debido a que nuestro medio no es vacío, en él se encuentra variedad de partículas (Átomos y  moléculas) en diferentes estados (Líquidos, gaseosos y solidos) que tienen la característica de absorber ondas electromagnéticas, a este fenómeno se le conoce como Absorción.

• ¿Qué representa el vector de poynting y cuál es su utilidad práctica?

El vector poynting representa la intensidad  instantánea de la energía electromagnética, en conclusión el vector poynting es el producto vectorial del campo eléctrico con el campo magnético y su resultado nos da la intensidad de la onda.

En la práctica podemos utilizar el vector poynting para demostrar que la energía almacenada en un condensador corresponde a [pic 1]

• ¿De qué parámetros depende la velocidad de propagación y profundidad de penetración de una onda? ¿De qué parámetros de la onda y el medio es independiente?

Básicamente los parámetros de los cuales depende la velocidad de propagación de una onda son la Propiedad elástica del medio y la propiedad inercial del medio. Por otra parte la profundidad de penetración de una onda depende de la constante de atenuación, ya que es su inverso por lo tanto los parámetros de los cuales depende son, permeabilidad, permitividad, conductividad y la frecuencia de la señal.

• ¿Qué es el efecto piel y que aplicaciones prácticas tiene?

El efecto piel es un fenómeno que ocasiona que la resistencia de un conductor en AC sea mayor a la resistencia en un conductor en DC. Esto se debe a que en AC, la corriente no se distribuye por toda el sección transversal del conductor, diferente a la DC en la que la corriente si se distribuye por toda la sección transversal del conductor por lo cual al tener una alta frecuencia, se tendrá una menor penetración y al no tener la corriente distribuida por toda la sección transversal del conductor se tendrá una resistencia mayor.

• Haga una tabla en la que muestre el comportamiento de una onda electromagnética en 3 valores de frecuencia en miles, millones y miles de millones que puede escoger. Para un medio sólido, líquido y el espacio libre.

1. Un material no magnético tiene los siguientes parámetros  y . Determine la tangente de pérdidas, constante de atenuación, contante de fase e impedancia intrínseca a 10MHz y 1,5GHz.[pic 2][pic 3]

Datos:

[pic 4]

[pic 5]

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[pic 7]

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Encontrar con   :[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

Encontrar con   :[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

Hallamos la permitividad por lo que tenemos:

[pic 24]

[pic 25]

• Hallamos la tangente de perdidas sobre 10MHz

[pic 26]

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Simplificamos

[pic 28]

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Ahora pasamos a hallar la constante de Fase y de atenuación mediante la constante de propagación

[pic 33]

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Simplificamos

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[pic 36]

[pic 37]

[pic 38]

Hallamos la raíz cuadrada de este número complejo

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