Laboratorio 3 Ondas Electromagneticas

Informe Laboratorio Campos Electromagnéticos
Universidad Católica de Colombia

* Christian Tovar Cód.: 701698
* Roger Quitian Valencia Cód.: 701699
raquitian99@ucatolica.edu.co
Octubre 2012

Resumen

En este artículo se presenta el desarrollo de las prácticas realizadas en el laboratorio con el fin de comprender sobre las ondas electromagnéticas mediante eluso de las microondas de la banda X y su propagación.
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Palabras clave:

Campo electromagnético, longitud de onda, frecuencia, propagación de onda, fuente emisora, fuente receptora.

1. Introducción

Mediante el planteamiento de un laboratorio practico, se pretende tomar de forma experimental datos los cuales nos daran claridad en cuanto al comportamiento de las ondaselectromagneticas, su propagacion en un medio y de como estas cambian dependiendo de su angulo y su longitud de onda, Podemos estudiar los efectos de las microondas en la comunicación, los efectos de las antenas y espejos, la importancia de los obstáculos a la señal electromagnética, y las posibilidades de uso de la reflexión de la señal para lograr los enlaces que se buscan.

2. Fundamento teórico

2.1.Una onda electromagnetica corresponde a la propagación de al alternación periódica de campos eléctricos y magnéticos en el espacio.
Este tipo de ondas es de tipo transversal donde la dirección de propagación de la onda es perpendicular a la dirección de la perturbación, lo cual se puede observar en la Imagen 1.

Imagen No 1. Onda electromagnetica con sus dos componentes

Para facilitar eldibujo y calculos se utiliza la representación de la Imagen 2. Para la onda.

Imagen No 2. Onda con frecuencia 10Hz

La fórmula matemática que describe a la onda de la Imagen No 2. Se puede observar en la Formula No 1.

Formula No 1. A:amplitud; f:frecuencia; t:tiempo; θ:fase

Es importante mencionar que la velocidad de cualquier onda electromagnética es igual a la velocidad de la luz (lacual también es una onda electromagnética). Por lo anterior se anterior se puede expresar la relación entre la longitud de onda y su frecuencia según se muestra en la formula No 2.

Formula No 2.
La relación entre frecuencia y periodo se aprecia en la Fórmula 3.

Formula No 3.

3.1. El laboratorio de electromagnetismo se planeó para tener un mínimo de elementos que permitieranrealizar los experimentos más comunes mediante los cuales se puedan analizar los fenómenos físicos que afectan una onda electromagnética El sistema esta dividido en los siguientes subsistemas:

* Transmisión.
* Recepción.
* Antenas.
* Aditamentos especiales.

3.2. Transmisión
Para el subsistema de transmisión se consideró el uso de un oscilador Klystron, en vez deutilizar un diodo Gunn, debido que las potencias a usar son reducidas, lo que da cierta seguridad para evitar posibles riesgos en su uso, además de lograr una forma más sencilla de manipular el elemento. El oscilador Klystron utilizado opera en la banda conocida como banda X la cual comprende frecuencias de microondas. Un klystron se puede retirar de su montura con relativa sencillez, dichasencillez dependerá del tipo de envolvente que se le esté dando, y de la forma en que está fijo a la montura. Se optó por desarrollar la electrónica necesaria para la operación de un oscilador Klystron reflex. Con este tipo de oscilador es posible obtener una señal portadora con características adecuadas para ser utilizada en un laboratorio, su salida en potencia no excede los 45 mWatts, su diseñopermite el desarrollo de una montura sencilla pero
eficiente en términos de un fácil acceso al oscilador mismo; esto con el objeto de poder señalar las partes que lo componen las terminales que se usan para hacerle llegar los voltajes de polarización así como el voltaje que causa la modulación de la señal portadora generada por el Klystron.

Figura No 1. Diagrama de bloques del sistema de...