Práctica 2 Campos y Ondas

 

 

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL  NACIONAL  ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA, UNIDAD ZACATENCO

Prácticas de laboratorio de Campos y Ondas Electromagnéticas

3er semestre PRACTICA Nº 2 PRESENCIA DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

SECCIÓN A

INTEGRANTES: Vazquez Moreno Karla Stephania GRUPO: 3CV2 PROFESOR: Hernández Muñoz Fortino Ángel

 

  OBJETIVOS 

1. 1.   Verificar la pérdida de energía electromagnética radiada desde una antena transmisora hacía una antena receptora, en función al área en que la radiación se propaga. 2. 2.   Determinar el patrón de radiación de una antena tipo cuerno

 

  CONSIDERACIONES TEORICAS.

La energía electromagnética es la cantidad de energía almacenada en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un campo electromagnético y campo eléctrico. En un punto del espacio la densidad de energía electromagnética depende de una suma de dos términos proporcionales al cuadro de las intensidades de campo. También podríamos decir que es aquella energía que no viene acompañada de movimiento de material y que se puede trasmitir en el vacío. La energía electromagnética genera un campo electromagnético, la energía electromagnética se produce al generar una corriente ya sea en un conductor que propaga un amperaje, o campo eléctrico o magnético, esta se mide generalmente en tesla que es el campo magnético, o en gauss, hagamos de cuenta que alrededor de un conductor eléctrico imaginario se observan círculos magnéticos, se utiliza mucho en los motores eléctricos para poder darle revoluciones por segundo o que empiecen a avanzar, de hecho la tierra tiene polos magnéticos. En general se sabe que la luz no es más que una forma de energía electromagnética, pariente cercana a los rayos x el radar, las ondas de radio. Es un miembro más de la enorme familia de las transmisiones de energía. Todas la formas de la energía electromagnética poseen las siguientes cualidades en común: * Son irradiadas a partir de un material o fuente energéticos (solo, antena radial, o filamento incandescente)) por lo que reciben el nombre de energía radiante. incandescente * Son capaces de transportarse en el vacío a través de cualquier substancia transparente a su energía * Se desplazan a grandes velocidades. En el vacío la luz llega al orden de los 360000 Km/segundo (la vuelta a la tierra en 1/7 de segundo). En otros materiales a medida que aumenta su densidad de transparencia la velocidad disminuye * Para los efectos de la fotografía se desplaza en línea recta * Parecen desplazarse en forma de ondas. Propiedades de la luz La luz, tal como la perciben nuestros ojos, es una faja relativamente estrecha de energía electromagnética, que se diferencia de las demás por su longitud de onda La longitud de onda podría definirse como la penetración de los rayos de la luz en nuestra retina, por lo que correspondería una penetración diferente a cada uno de los colores del espectro visible por el ojo humano. Propagación de la luz La luz proveniente del sol o de una fuente luminosa artificial se llama LUZ INCIDENTAL O LUZ INCIDENTE. La fuente luminosa irradia en todas direcciones y cada rayo se propaga en LINEA RECTA. El conjunto de rayos luminosos que iluminan en una misma dirección se llama HAZ LUMINOSO. La trayectoria rectilínea de un rayo no puede ser modificada, sino por la presencia de un obstáculo, condiciona la modificación de esta trayectoria. Según el caso el rayo puede ser: reflejado-absorbido-transmitido-refractado-dispe reflejado-absorbidotransmitido-refractado-dispersado rsado REFLEXIÓN / ABSORCIÓN Partiendo del principio que la energía no puede ser destruida, la aparente captura y absorción de luz por una materia opaca, tal como un muro negro, no es más que una conversión de la longitud de onda. La luz absorbida se transforma en calor. De esta forma se explica que la ropa negra al sol provoque más calor que la ropa blanca. La energía luminosa absorbida puede provocar también cambios químicos, lo que hace posible que la película fotosensible de nuestra cámara produzca

 

una imagen o que nuestro fotómetro genere electricidad que indicar la cantidad de la luz sea reflejada o incidente en una determinad situación fotográfica Es importante destacar que la cantidad de la luz reflejada es siempre inferior a la cantidad de luz incidente. Siempre habrá un mínimo de absorción, una superficie en ningún caso puede reflejar más luz que aquella que recibe. Un rayo incidente que proviene de una fuente luminosa golpea sobre un espejo y es enviado simétricamente en referencia a la perpendicular del rayo que golpea el espejo, desde un punto del impacto, como una pelota que rebota en un muro. El ángulo comprendido entre el rayo incidente y la normal se llama ANGULO DE INCIDENCIA; el ángulo comprendido entre el rayo reflejado ya la normal se llama ANGULO DE REFLEXION En algunas circunstancias es necesaria la representación gráfica de la fase del campo eléctrico. Esta representación recibe el nombre de diagrama de fase o patrón de radiación Patrón de radiación Es un diagrama polar que representa las intensidades de los campos o densidades de potencia en varias posiciones angulares en relación con una antena, si el patrón de radiación con una antena. Si el patrón de radicación se traza en términos de la intensidad del campo eléctrico (E) o de la densidad de potencial (P), se llama patrón de radiación absoluto. Si se traza la intensidad del campo o la densidad de potencia en relación al valor en un punto de referencia, se llama patrón de radiación relativo Puede resolver mediante el recurso simple de acampanar el extremo de una guía de onda. El acampanado crea una antena de cuerno, cuanto más sea el acampanado, mejor será el acoplamiento de impedancia y menores las perdidas. Las antenas de cuerno tienen mayor ganancia y directividad, cuanto mayor seas el cuerno mayores serán las propiedades. Pueden crearse diferentes tipos de antenas de cuerno ampliando de diversas formas el extremo abierto de una onda de guía.

 

 

MATERIAL.

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Equipo básico de microondas Bernie Flexómetro

DESARROLLO.

1. 1.   Se aseguró que los atenuadores estén en cero. 2. 2.   Se verificó que los interruptores cola de rata estén en posición ( detector, internal, ). off ). 3. 3.   Se conectó el equipo básico de microondas a un contacto de C.A. de 120 Volts. 4. 4.   Se accionaron los botones de seguridad, primero el de la consola y enseguida el del equipo. 5. 5.   Se accionaron los botones Power y On. 6. 6.   Se colocó a una distancia de 15 cm la unidad receptora de la unidad transmisora. 7.  Se abrieron los interruptores de tal forma que el amperímetro se obtenga una lectura. 8. 8.   Una vez elegida la corriente a la que se va a trabajar se retiró lentamente la unidad receptora y se anotaron los resultados en las tablas a continuación. 9. 9.   Con los valores obtenidos se encontró la gráfica distancia vs corriente. 10.  Se repitieron los pasos 6 y  7 y se giró la unidad transmisora de 5° en 5° grados 10. hasta que se perdió la señal y se anotaron los datos en la tabla a continuación. 11.  Con los valores obtenidos se encontró el patrón de radiación de la antena tipo 11. cuerno. α  RESULTADOS.  Χ

(cm)

15 17 19 21 23 25 27 29

2.2 mA 1.6 mA 1.4 mA 1.2 mA 1 mA 0.8 mA 0.8 mA 0.6 mA

31

0.5 mA

0° 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45° 50°

2.2 mA 1.8 mA 0.8 mA 0.4 mA 0.2 mA 0 mA 0 mA 0 mA 0 mA 0 mA 0 mA

 

34

0.2 mA

CUESTIONARIO.

1. 1.   2. 2.   3. 3.   4. 4.   5. 5.   6. 6.   7. 7.   8. 8.  

¿Qué entiende por radiación electromagnética? ¿Qué es un frente de onda electromagnética? ¿Qué es la constante de fase? ¿Cuáles son las características de una onda electromagnética? ¿En qué rango se encuentran las llamadas microondas? ¿En qué rango se encuentra una estación de radio comercial AM? ¿En qué rango se encuentra una estación de radio comercial FM? ¿Qué otros casos conoce para que una onda se atenué?