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FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍAELECTRÓNICA CON MENCIÓN EN TELECOMUNICACIONES

TEMA DE INVESTIGACIÒN

ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

ALUMNO: Hermosilla Arellano Alex

CÓDIGO: Nº 11!""#"

CICLO: I$

CU%SO: An&enas

'%O(ESO%: Orellana A) Mi*+el

LIMA - PERÚ

2015


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ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

INTRODUCCIÓN

Las ondas electromagnéticas (OEM) son aquellas ondas que no necesitan un mediomaterial para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisin ytele!on"a.

#odas se propagan en el vac"o a una velocidad constante, muy alta ($%%%%%%&m's) pero noin!inita. racias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella leana *ace tantotiempo que quiz+s esa estrella *aya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre amiles de &ilmetros pr+cticamente en el instante de producirse.

Las ondas electromagnéticas tienen una presencia importante en nuestras vidas. est+n presentesen di!erentes !enmenos que observamos a diario. Los rayos del ol, las ondas de radio y #-,

los rayos y los rayos l+ser son eemplos de ondas electromagnéticas.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilacin de campos eléctricos ymagnéticos. Los campos electromagnéticos al /e0citar/ los electrones de nuestra retina, noscomunican con el e0terior y permiten que nuestro cerebro /construya/ el escenario del mundoen que estamos. Las O.E.M. son también soporte de las telecomunicaciones y el!uncionamiento compleo del mundo actual.

1na onda electromagnética es la !orma de propagacin de la radiacin electromagnética através del espacio, y sus aspectos tericos est+n relacionados con la solucin en !orma de onda

que admiten las ecuaciones de Ma02ell.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaciones_de_Maxwellhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaciones_de_Maxwell


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E

B

B

E

PRINCIPIO DE LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (OEM)

e tiene una espira conductora en un campo magnético B uni!orme pero variable en eltiempo. upongamos que la magnitud del campo aumenta, entonces, seg3n las leyes de

4araday y Lenz, en la espira *abr+ una !em inducida y, ya que la espira es conductora, también*abr+ una corriente inducida en el sentido *orario.

a) b)

Fuente: elaboración propia

La !em implica la e0istencia de un campo eléctrico E a lo largo del conductor. 5dem+sel sentido de la corriente es el sentido de las l"neas de !uerza del campo eléctrico. Entonces lasl"neas de !uerza del campo E estar+n dispuestas como se muestra en la !igura b.

e debe considerar que si la espira es no conductora, no *ay corriente inducida pero s" *ay!uerza electromotriz inducida y, por ende, campo eléctrico. 6or ello podemos in!erir que lae0istencia del campo eléctrico no depende del tipo de material de la espira.

7a que la presencia del campo eléctrico no depende del material de la espira sino solamente delcampo magnético, entonces si no *ubiese espira, e0istir"a igualmente el campo eléctrico E endic*o espacio.

Henry: “Un campo B

variable en el tiempo genera un campo E

” Fuente: elaboración propia


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E

B

E

B

E

Bk

Ley de 5mpere8Ma02ell9 “Un campo E variable en el tiempo genera un campo B”


CARACTERÍSTICAS DE UNA ONDA ELECTROMAGNÉTICA (OEM)

• 1na onda electromagnética es la propagacin del campo electromagnético a través de un

medio material o del vac"o.

•

Las OEM son producidas por cargas aceleradas.

• E es perpendicular a B.

• La direccin de propagacin est+ dada por el vector de onda k , que tiene la direccin del

producto vectorial (E 0 B). El mdulo del vector de onda se llama número de onda y esigual a9

λ

π

=

:

k

(;onde λ es longitud de onda)

K = (E x B).


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• on ondas transversales, puesto que en cada punto del espacio, E y B oscilan

perpendicularmente a la direccin de propagacin.

e propagan en el vac"o con una velocidad9

oo

<

µε=c

;onde

εo 9 permitividad eléctrica del vac"o

µo 9 permeabilidad magnética del vac"o

• La !recuencia depende slo de la !uente y no cambia al pasar la OEM de un medio a otro.

En cambio la longitud de onda cambia cuando la OEM pasa de un medio a otro. El valor de

la longitud de onda en un medio determinado se puede obtener sabiendo que la velocidad de propagacin en ese medio se encuentra por la !rmula9

n

c

=v

n 9 "ndice de re!raccin del medio.

=omo para toda onda v > λv

Entonces9 λ >v

v

>v

n

c

>n

v

c

>n

%λ

o 9 λ >n

%λ

entendiendo por λ% la longitud de onda en el vac"o.

• Las magnitudes de los campos eléctrico y magnético se relacionan por


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Dirección de propagaciónB

E

E B

c =

• Las OEM transportan energ"a.

;ensidad de energ"a (u)9

2 2

20

E B 0

0

E Bu u u E

2 2

Es la energ"a por unidad devolumen

Intensidad ( I )9

Es la energ"a que atraviesa una super!icie por unidad de +rea y por unidad de tiempo.

I = cu = c o E 2

La !uncin de onda para el caso particular de ondas armnicas es9

E = E 0s! (kx "t )

B = B0s! (kx "t )

“esquema de un campo E y un campo B respecto a la direccin de propagacin”


Entonces la densidad de energ"a y la intensidad de la OEM en !uncin del tiempo ser"anrespectiva8 mente9

u > εo E o:sen: (k−ɷt )

I > cεo E o:

sen:

(k 8 ɷt )


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La densidad de energ"a y la intensidad son variables en el tiempo. Entonces podemos *ablar delvalor medio9

;ensidad media de energ"a # $ u % = o E o2&2

Intensidad media # $ I % = c o E o2&2

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Es la gama de !recuencias o de longitudes de onda donde se puede generar OEM .=adatipo de OEM es generada de di!erente modo y tiene di!erentes caracter"sticas

5 continuacin se muestra el espectro en términos de la longitud de onda (λ). Lacorrespondiente gama de !recuencias ( ν) se puede obtener, considerando que en el vac"o ν >c'λ , donde c es la velocidad de la luz.

PROPAGACIÓN EN UN MEDIO IONI'ADO.

La propagacin de ondas electromagnéticas en la ionos!era se puede modelar a partir dela propagacin de pasmas. 1n plasma es una regin del espacio, con la permitividad y la

permeabilidad magnética del vac"o, que contiene electrones libres. 1n modelo simpli!icadoes el del plasma !r"o, en el que se desprecia el movimiento de los electrones por causastérmicas. 1n an+lisis m+s acorde con la realidad es considerar la presencia de un campo

magnético est+tico, de la misma manera que en la ionos!era e0iste el campo magnéticoterrestre.

=onsidérense en primer lugar las !uerzas a las que se encuentra sometido un electrninmerso en el campo electromagnético de una onda plana. ?ste e0perimentar+ una !uerzadebida al campo eléctrico y otra al campo magnético.

;onde9


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• e- =1.59 10-19 C.

• c = 3 108 m/s.

• v es la velocidad de los electrones en movimiento.

Es importante resaltar que la !uerza e0perimentada por el electrn debida al campo

magnético de la onda plana es despreciable !rente a la !uerza producida por el campo eléctrico.CONCLUSIONES

5 continuacin presento los siguientes puntos9

• las ondas electromagnéticas pueden ser percibidas de acuerdo a su !recuencia,

parecido a esto es lo que sucede con los colores, cuando la luz se re!racta en un prismano todos los colores son igual de intensos, todo depende como de la longitud de ondaésta vez.

• se pudo comprender la aplicacin y cmo act3an en el medio e0terno las ondas

electromagnéticas como estas se re!lean en aparatos de uso doméstico y en general enla sociedad como la televisin, los celulares, las ondas de radio y muc*os m+s que

pueden *acer parte de nuestra vida cotidiana.

• Las ondas electromagnéticas se muestran sumamente !avorables para la comunicacin.

on veloces, e!ectivas en el sentido que requieren de muy poca energ"a para enviarlasy recibirlas, y su conocimiento y dominio tiene que desarrollarse muc*o antes que la

técnica de lanzamiento de naves espaciales.

• La radiacin ultravioleta es un tipo de radiacin electromagnética y sus e!ectos son

variados, éstos e!ectos puede que sean bene!iciosos y perudiciales dependiendo de laintensidad con que nos a!ecte esta radiacin. ;ic*os e!ectos perudiciales soncontrarrestados por la =apa de ozono.

• Luz visible solo es una peque@a parte del espectro electromagnético, por lo que la

mayor parte de los obetos del universo no pueden observarse pticamente.

• 1na onda electromagnética no necesitan de un medio material para propagarse. 1n

campo magnético B variable en el tiempo genera un campo eléctrico EA y B1n campoE variable en el tiempo genera un campo B.

• eg3n las leyes de 4araday y Lenz, en una espira *abr+ una !em inducida y, ya que la

espira es conductora, también *abr+ una corriente inducida en el sentido *orario.

• eg3n la Ley de 5mpere8Ma02ell una onda electromagnética es la propagacin del

campo electromagnético a través de un medio material o del vac"o, estas son

producidas por cargas aceleradas que siempre son perpendiculares entre si (E es


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perpendicular a B) y la direccin de propagacin est+ dada por el vector de onda k ,que tiene la direccin del producto vectorial (E 0 B).

BIBLIOGRAIA

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