Teoría Electromagnética

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TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

Ingeniería Electrónica

UNIDAD I

Actividad 4

Investigador(es):

Bañuelos Lizárraga Manuel Rubén

Número de control:

18441382

Asignatura:

Teoría Electromagnética

Docente:

M. C. José Gustavo Ortiz Ibarra

Los Mochis, Sinaloa, Octubre de 2020

Ondas electromagnéticas y sus medios de propagación

Una onda electromagnética: Es un tipo de radiación en  forma de onda que se caracteriza por poseer dos campos: Un campo eléctrico y otro  campo  magnético,  oscilando  perpendicularmente  entre  sí.

Las  ondas  electromagnéticas  se  propagan  mediante  una  oscilación  de campos   eléctricos   y   magnéticos.   Los   campos   electromagnéticos   al "excitar" los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo en que estamos. Las   O.E.M.   Son   también   soporte   de   las   telecomunicaciones   y   el funcionamiento complejo del mundo actual.

Las características de la propagación de las ondas electromagnéticas son importantes para comprender algunas de las características de los sistemas que las utilizan.

Algunas propiedades generales de la propagación que son independientes de la frecuencia de la onda RF de la cual estemos hablando:

∙La velocidad de una onda electromagnética es constante mientras no cambie demedio de propagación.

∙La velocidad de una onda electromagnética en el vacío es siempre c = 299.792.458 m/s.

∙Las ondas electromagnéticas tienden a reflejarse en objetos de tamaño similar a su longitud de onda (lambda).

∙Las ondas electromagnéticas se propagan en línea recta mientras no sufran influencias externas ni cambien de medio de propagación.

 Es oportuno recordar que la reflexión es el cambio abrupto en la dirección de la onda cuando Ésta llega a la unión de dos medios diferentes, regresando al medio original.

Por otro lado, la refracción es el cambio en velocidad de una onda cuando pasa de un medio a otro. Es de hacer notar que a menudo el cambio en velocidad implica un cambio de dirección (dado que la velocidad es un vector).

Un concepto estrechamente relacionado con el de la refracción es el del Ángulo límite o Ángulo crítico. Cuando el Ángulo de incidencia de la onda con respecto a la normal es mayor que dicho Ángulo, la onda se refleja en vez de refractarse.

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La expresión para el Ángulo límite es la siguiente, donde n1 y n2 son los índices de refracción de los medios de origen y destino, respectivamente.

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Finalmente, pero no por ello menos  importante, hay que tener en cuenta que  la potencia de una onda  electromagnética  va  disminuyendo  mientras  se  aleja  de  la  fuente  con  una  relación inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Por  otro  lado,  hay  propiedades  de  la  propagación  que  son  fuertemente  dependientes  de  la frecuencia de la onda. Si bien no hay una separación estricta entre cada caso, se suele dividir a las ondas en tres grandes tipos según su forma predominante de propagación:

Ondas de tierra

Las ondas  de  tierra u ondas  de  suelo se  caracterizan  porque  aprovechan  las  propiedades conductivas del terreno (tierra, agua, etc.) para propagarse. De esta manera, son capaces de sortear grandes obstáculos  y  llegar  muy  lejos, con un  alcance casi global.  A pesar de su  nombre, no es necesario estar en el suelo para poder recibirlas. Este   tipo   de   propagación   es   predominante   en   las   frecuencias   bajas   (VLF,   LF   y   MF, principalmente),  y  por  ello  se  requiere  de  grandes  antenas  y  mucha  potencia  para  emitirlas  y recibirlas.

Ondas ionosféricas

Las ondas de ionosféricas u ondas de cielo aprovechan las características eléctricas de la ionosfera para propagarse, usándola como una especie de "espejo". En realidad, más que una reflexión es una  refracción  progresiva  limitada  por  el Ángulo  crítico  (lo  que  implica  que  cierta  cantidad  de energía se escapa al espacio). Es predominante en las frecuencias medias: MF y HF. Evidentemente,  una  propagación  de  este  tipo  se  ve  fuertemente  influenciada  por  la  geometría relativa entre emisor, ionosfera y receptor. Para complicar la situación, la posición y características de la ionosfera son altamente variables, pues dependen del sol. Por eso, la situación es diferente durante  el día  y  durante  la  noche,  y  cambia  según  la  estación  del año  y  el  ciclo  solar.

Ondas de línea de vista

Las ondas de este tipo se propagan en línea recta, de forma análoga a como lo haría la bala de un rifle. Debido a lo anterior, su alcance es limitado y no pueden rodear obstáculos de tamaño medio. Esta limitación se convierte en una ventaja dado que entonces es posible reutilizar las frecuencias una  y otra vez si  los emisores/receptores están  lo suficientemente alejados entre sí. Además, las frecuencias altas (VHF y superior) en donde este tipo de propagación predomina son mucho menos susceptibles a la interferencia por causa de estáticos.

Propagación en medios sin pérdidas.

Los campos E y H de ondas planas uniformes, en medios sin pérdidas siguen siendo perpendiculares, y SE ENCUENTRAN EN FASE

Tener  un  medio  sin  pérdidas  significa  que  no  existe  la  conductividad  en  ese  medio,  o  sea que la conductividad es cero.

El espacio libre puede ser considerado como vacio y no se consideran perdidas. Cuando las ondas electromagnéticas se encuentran en el vacío, se llegan a dispersar y se reduce la densidad de potencia a lo que es llamado atenuación. La atenuación se presenta tanto en el espacio libre como la atmosfera terrestre. La atmosfera terrestre no se le considera vacio debido a que contiene partículas que pueden absorber la energía electromagnética y a este tipo de reducción de potencia se le llama pérdidas por absorción la cual no se presenta cuando las ondas viajan afuera de la atmósfera terrestre.

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