practica1 teoria de radiadores electromagneticos

1. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA
Y ELECTRICA
ESIME ZACATENCO
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
Asignatura
Laboratorio de Teoría de los Radiadores EM
Práctica 1 “Presencia de radiación electromagnética”
Lopez Rojas Jose Rodolfo
5CV7
29 de marzo de 2021

2. Introducción teórica.
• Medios en los que existe radiación y propagación de ondas
electromagnéticas.
• Medios en los que no hay propagación de ondas electromagnéticas, pérdida
o atenuación de las ondas electromagnéticas.
Medios en los que existe radiación y propagación de ondas
electromagnéticas.
La Luz, el microondas, rayos X, y las retransmisiones de televisión y de radio son
todos ejemplos de tipos de ondas electromagnéticas. La electricidad estática puede
ser la que se obtiene al frotar un globo a la ropa y si pones tu pelo cerca se ponen
los pelos de punta. Se crea un campo eléctrico o lo que es lo mismo, una región del
espacio donde hay electricidad (estática).
El magnetismo también puede ser estático, como un imán de una nevera. El imán
genera un campo magnético, es decir una región del espacio donde imanta (atrae
hierro), fuera de esa región no hay efecto de imantar. Si ponemos un trozo de hierro
muy lejos del imán (fuera de su campo), el trozo de hierro no será atraído.
Cuando se cambian o se mueven juntos los dos campos, el eléctrico y el magnético,
generan ondas electromagnéticas. Las radiaciones electromagnéticas son las
generadas por partículas eléctricas y magnéticas moviéndose a la vez (oscilando).
Cada partícula genera lo que se llama un campo, por eso también se dice que es
una mezcla de un campo eléctrico con un campo magnético. Estas radiaciones
electromagnéticas generan unas ondas que se pueden propagar (viajar) por el aire
e incluso por el vacío.
Imaginemos que movemos de forma oscilatoria (de arriba abajo) una partícula
cargada eléctricamente (o magnéticamente)

3. Como vemos se crea una perturbación a su alrededor, que es lo que llamamos una
onda.
Esta onda depende de la velocidad y la fuerza con la que movamos la partícula, y
de la amplitud o distancia entre el inicio y el final del recorrido.
Cambiando estos valores podemos cambiar el tamaño de la onda.
La onda generada tendrá la misma forma pero más grande y/o con más
ondulaciones por segundo.
Si la partícula tiene un componente eléctrico, pero también uno magnético ya
tenemos generada una radiación electromagnética, con su onda electromagnética.
Las ondas electromagnéticas se forman cuando un campo eléctrico (que se muestra
en flechas rojas) pareja con un campo magnético (que se muestra en flechas
azules). Los campos magnéticos y eléctricos de una onda electromagnética son
perpendiculares entre sí y a la dirección de la onda.
Resulta que una onda electromagnética no se genera por una sola partícula, sino
que son dos partículas diferentes, una eléctrica y otra magnética.
Además su movimiento es perpendicular, lo que hace la onda sea una mezcla de
dos ondas perpendiculares, una eléctrica y otra magnética.
La velocidad de una onda en la materia depende de la elasticidad y densidad del
medio. En una onda transversal a lo largo de una cuerda tensa, por ejemplo, la
velocidad depende de la tensión de la cuerda y de su densidad lineal o masa por
unidad de longitud. La velocidad puede duplicarse cuadruplicando la tensión, o
reducirse a la mitad cuadruplicando la densidad lineal. La velocidad de las ondas
electromagnéticas en el vacío (entre ellas la luz) es constante y su valor es de
aproximadamente 300.000 km/s. Al atravesar un medio material esta velocidad
varía sin superar nunca su valor en el vacío.

4. Cuando dos ondas se encuentran en un punto, el desplazamiento resultante en ese
punto es la suma de los desplazamientos individuales producidos por cada una de
las ondas. Si los desplazamientos van en el mismo sentido, ambas ondas se
refuerzan; si van en sentido opuesto, se debilitan mutuamente. Este fenómeno se
conoce como interferencia. Cuando dos ondas de igual amplitud, longitud de onda
y velocidad avanzan en sentido opuesto a través de un medio se forman ondas
estacionarias. Por ejemplo, si se ata a una pared el extremo de una cuerda y se
agita el otro extremo hacia arriba y hacia abajo, las ondas se reflejan en la pared y
vuelven en sentido inverso. Si suponemos que la reflexión es perfectamente
eficiente, la onda reflejada estará media longitud de onda retrasada con respecto a
la onda inicial. Se producirá interferencia entre ambas ondas y el desplazamiento
resultante en cualquier punto y momento será la suma de los desplazamientos
correspondientes a la onda incidente y la onda reflejada. En los puntos en los que
una cresta de la onda incidente coincide con un valle de la reflejada, no existe
movimiento; estos puntos se denominan nodos. A mitad de camino entre dos nodos,
las dos ondas están en fase, es decir, las crestas coinciden con crestas y los valles
con valles; en esos puntos, la amplitud de la onda resultante es dos veces mayor
que la de la onda incidente; por tanto, la cuerda queda dividida por los nodos en
secciones de una longitud de onda. Entre los nodos (que no avanzan a través de la
cuerda), la cuerda vibra transversalmente.
En mecánica cuántica, la estructura del átomo se explica por analogía con un
sistema de ondas estacionarias. Gran parte de los avances de la física moderna se
basan en elaboraciones de la teoría de las ondas y el movimiento ondulatorio.
Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Así,
estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la
Tierra desde el Sol y las estrellas. Independientemente de su frecuencia y longitud
de onda, todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el vacío a una
velocidad c = 299.792 km/s.
Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades
típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. Las
longitudes de onda van desde billonésimas de metro hasta muchos kilómetros. La
longitud de onda (l) y la frecuencia (f) de las ondas electromagnéticas, relacionadas
mediante la expresión
l·f = c son importantes para determinar su energía, su visibilidad, su poder de
penetración y otras características.
Medios en los que no hay propagación de ondas electromagnéticas, pérdida
o atenuación de las ondas electromagnéticas.

5. Interferencia
Efecto que se produce cuando dos o más ondas se solapan o entrecruzan. Cuando
las ondas interfieren entre sí, la amplitud (intensidad o tamaño) de la onda resultante
depende de las frecuencias, fases relativas (posiciones relativas de crestas y valles)
y amplitudes de las ondas iniciales; Por ejemplo, la interferencia constructiva se
produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia que se solapan o
entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los valles de ambas ondas
coinciden. En ese caso, las dos ondas se refuerzan mutuamente y forman una onda
cuya amplitud es igual a la suma de las amplitudes individuales de las ondas
originales. La interferencia destructiva se produce cuando dos ondas de la misma
frecuencia están completamente desfasadas una respecto a la otra; es decir,
cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. En este caso, las dos
ondas se cancelan mutuamente. Cuando las ondas que se cruzan o solapan tienen
frecuencias diferentes o no están exactamente en fase ni desfasadas, el esquema
de interferencia puede ser más complejo.
La luz visible está formada por ondas electromagnéticas que pueden interferir entre
sí. La interferencia de ondas de luz causa, por ejemplo, las irisaciones que se ven
a veces en las burbujas de jabón. La luz blanca está compuesta por ondas de luz
de distintas longitudes de onda. Las ondas de luz reflejadas en la superficie interior
de la burbuja interfieren con las ondas de esa misma longitud reflejadas en la
superficie exterior. En algunas de las longitudes de onda, la interferencia es
constructiva, y en otras destructiva. Como las distintas longitudes de onda de la luz
corresponden a diferentes colores, la luz reflejada por la burbuja de jabón aparece
coloreada. El fenómeno de la interferencia entre ondas de luz visible se utiliza en
holografía e interferometría (véase Holograma; Interferómetro).
La interferencia puede producirse con toda clase de ondas, no sólo ondas de luz.
Las ondas de radio interfieren entre sí cuando rebotan en los edificios de las
ciudades, con lo que la señal se distorsiona. Cuando se construye una sala de
conciertos hay que tener en cuenta la interferencia entre ondas de sonido, para que
una interferencia destructiva no haga que en algunas zonas de la sala no puedan
oírse los sonidos emitidos desde el escenario. Arrojando objetos al agua estancada
se puede observar la interferencia de ondas de agua, que es constructiva en
algunos puntos y destructiva en otros.
La difracción
Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en
su camino. Esta propiedad característica del comportamiento ondulatorio puede ser
explicada como consecuencia del principio de Huygens y del fenómeno de
interferencias.
Así, cuando una fuente de ondas alcanza una placa con un orificio o rendija central,
cada punto de la porción del frente de ondas limitado por la rendija se convierte en

6. foco emisor de ondas secundarias todas de idéntica frecuencia. Los focos
secundarios que corresponden a los extremos de la abertura generan ondas que
son las responsables de que el haz se abra tras la rendija y bordee sus esquinas.
En los puntos intermedios se producen superposiciones de las ondas secundarias
que dan lugar a zonas de intensidad máxima y de intensidad mínima típicas de los
fenómenos de interferencias.
Ambos fenómenos que caracterizan la difracción de las ondas dependen de la
relación existente entre el tamaño de la rendija o del obstáculo y la longitud de onda.
Así, una rendija cuya anchura sea del orden de la longitud de la onda considerada,
será completamente bordeada por la onda incidente y, además, el patrón de
interferencias se reducirá a una zona de máxima amplitud idéntica a un foco. Es
como si mediante este procedimiento se hubiera seleccionado uno de los focos
secundarios descritos por Huygens en el principio que lleva su nombre.

7. Objetivo
Identificar los medios en los que hay radiación y propagación de ondas EM,
diferentes tipos de conectores para cables coaxiales, así como las técnicas de
sujeción para el armado de cables coaxiales.
Equipo y materiales
• Antena aérea de tv.
• Televisor.
• Teléfono celular.
• Tableta electrónica.
• Modem con acceso a internet.
• Horno de microondas.
• Flexómetro.
Desarrollo
Propagación de ondas electromagnéticas:
1. Si se cuenta con un televisor y antena exterior o interior para señal abierta,
tomar una fotografía con la cantidad de canales que tiene programados el
televisor, modificar la posición de orientación de la antena (mínimo 45
grados), volver a programar los canales y volver a tomar fotografía con la
cantidad de canales detectados.
En las imágenes podemos ver la posición de la antena, y a la derecha podemos ver la cantidad de canales
captados (22 canales).

8. 2. Colocarse cerca del modem con acceso a internet de tu ubicación, tomar
captura de pantalla en tu teléfono o tableta con las redes detectadas e
indicar la cantidad de estas, cambiarse de ubicación (2 o 3 más) con
respecto al modem, cambiar de piso, patio, calle, azotea, tomar captura de
pantalla con la cantidad de redes detectadas e indicar distancia
aproximada, ubicarse a una distancia donde ya no se detecta la señal del
modem de tu ubicación e indicar la distancia aproximada a este punto.
Ahora después de modificar la posición en al menos 45 grados, según entiendo. Se puede
ver que se modificó la captación de canales.

9. 1.- En la primera captura
estaba a escasos 40 cm.
De distancia del modem.
Se nota que estaba
conectado a la red de mi
casa y que tenía además
cerca de otras 10 redes
detectadas.
2.- En una segunda
captura estaba en la
planta baja de mi unidad
habitacional afuera de mi
edificio, he de mencionar
que aquí la distancia es
mas de 6 m. Ya que vivo
en un tercer piso.
Aquí se puede notar una
baja de intensidad de mi
red de wifi, sin embargo,
aun captaba cerca de 8
redes más.
3.- En la tercera captura
estoy en el
estacionamiento, a unos
15 m. de distancia.
Aquí mi red ya no tenía
captación alguna, aunque
la mayoría de mis vecinos
cuenta con internet y
captaba cerca de 9 redes
más.

10. 3. Utilizar un horno de microondas de preferencia desconectado o que no se
ponga a funcionar, poner a reproducir un video de YouTube con duración
mínima de 5 minutos, en tu teléfono o tableta, colocarlo dentro del horno
cerrarlo (sin prenderlo o estando desconectado), tomar el tiempo que tarda
en cambiar la reproducción.
4. En base a las actividades anteriores agrega una tabla con los resultados,
investigar las frecuencias de trabajo de las señales de televisión, del
modem, distancia aproximada que recorre las señales de tv, que medio
están utilizando estas señales, que dispositivo se encuentra en los
extremos del medio.
Las frecuencias de trabajo de las señales de televisión,
Desde el punto de vista de la señal descrita anteriormente, no hay diferencia entre
un canal de TV Cable y un canal del "aire". El receptor de TV efectúa el mismo
tratamiento a ambas señales.
Sin embargo, se distinguen dos diferencias significativas:
El transporte de la señal desde el centro de generación hasta los receptores. En
los canales de libre recepción se realiza a través de ondas radioeléctricas,
mientras que en el TV Cable se transporta vía cable, ya sea por medio de fibra
óptica o cable coaxial.
Ciertas bandas asignadas a los canales de libre recepción difieren de la asignada
para los sistemas de TV Cable. Esta diferencia radica principalmente que en la
banda de canales de TV entre el canal 6 y el canal 7 (86 MHz desde 88 MHz hasta
174 MHz) se sitúan una variedad de servicios de radiocomunicaciones que no
permiten su utilización para radiar televisión pero si puede utilizarse en TV Cable
en virtud que la transmisión de esta última se efectúa por medio de un cable
coaxial (blindado), no sujeto a interferencias radioelectricas.

11. En la televisión por el "aire" los canales 2 al 13 se transmiten dentro de la banda
denominada VHF (Very High Frequency, banda de los 30 a los 300 MHz) y los
canales 14 al 83 se transmiten en la banda UHF (Ultra High Frequency, banda
comprendida entre los 300 MHz y los 3.000 MHz). En el CATV los canales 14 al
36 se transmiten dentro de la banda VHF.
Eventualmente existe una tercera diferencia asociada a la transmisión de canales
codificados (encriptados) para facilitar el cobro selectivo según las preferencias de
los abonados del TV Cable. Esta encriptación de la información también se aplica
a los canales recibidos vía satélite, y no es común en los canales locales.
Hasta hace poco tiempo se señalaba como diferencia entre la TV por el "aire" (TV
abierta) y la TV Cable era que en esta última la programación es financiada con el
cobro a los suscriptores y por lo tanto libre de avisaje comercial. Sin embargo, esta
situación ha ido cambiando como podrá comprobarse con los actuales canales de
TV Cable.
Las frecuencias de trabajo del modem de internet
La luz tiene tanto una velocidad (186,282 millas por segundo) como una
frecuencia, la forma en que se mueve hacia arriba y hacia abajo. Resulta que
mientras la velocidad no cambia, la frecuencia puede decirle cuánta energía hay
en la onda de luz.
Así que esas frecuencias, la forma en que la luz se mueve hacia arriba y hacia
abajo, realmente importa cuando se trata de señales. Las ondas de radio y las
microondas son muy ligeras. Lo mismo que se ve cuando el sol entra por la
ventana a las 5 de la mañana, le golpea en los ojos y le hace arrepentirse de
haber nacido. Pero a diferencia de la luz del sol, no se pueden ver las ondas de
radio a simple vista.
Lo que nos lleva a la gran pregunta: ¿qué frecuencia utilizar? Surgieron dos ideas
en competencia: 2,4 GHz o 5 GHz.
Con ese aumento de las ondas, puede ser más difícil moverse a través de objetos
sólidos como paredes, y la energía se disipa más rápidamente con señales de alta
frecuencia en comparación con las de baja frecuencia.
A 2,4 GHz, no se puede transmitir tanta información, pero como no es de alta
energía, puede llegar más lejos antes de que la señal se degrade.
Frecuencia Velocidad de datos Distancia
5 GHz Alta velocidad Distancia baja

12. 2.4 GHz Baja velocidad Alta Distancia
Las ondas electromagnéticas no se desplazan indefinidamente. Se van atenuando
a medida que aumenta la distancia hasta que desparecen. Cuanto más nos
alejamos del punto de transmisión, más se desvanece la señal y peor se recibe.
Mientras exista una calidad de señal aceptable que permita la recepción completa
del programa o de la música, se dice que existe cobertura. Pero al igual que a un
vehículo se le termina la gasolina, a las ondas también. En ese momento
aparecen las bombas o gasolineras de las ondas electromagnéticas que son
las repetidoras.
Para solucionarlo, instalo un receptor de radio para “bajar” la señal de la 88.0 FM
que ingreso a un nuevo transmisor de 2 mil watts situados en Cayambe. Con sus
respectivas antenas puedo mandar de nuevo la señal al aire y cubrir el resto de las
comunidades que quedan más al norte.
Las radios que tienen circuitos nacionales de repetidoras usan un sistema similar,
pero se ayudan de satélites para mandar la señal a largas distancias. Desde la
emisora matriz donde se generan los contenidos, se envía la señal a uno de estos

13. satélites, de los que hablaremos en la pregunta 49. Luego, desde cada emisora
repetidora o “encadenada”, con antenas parabólicas, se descargan los programas
y los sacan de nuevo al aire en la misma o en otra frecuencia que la emisora
matriz.
Conclusión
Se sobreentiende que sabemos de antemano por cursos pasados acerca de las
ondas electromagnéticas, esta práctica, ha venido a recordarnos acerca de la
interferencias y de los medios que son “no conductores, por lo que en todos los
experimentos detallo los resultados obtenidos y aquí solo expondré, que en la
primera parte donde cambio de posición la antena, se entiende que el cambio de
captación de canales es por el ángulo y los factores externos, tales como las
cortinas, la pared, con un simple cambio de posición cambia la captación.
Cuando tomé la intensidad de redes en mi modem, me di cuenta que a pesar de la
distancia es muy fácil tener aun acceso a la red, sin embargo, cuando estuve entre
paredes, era más visible el cambio, ya que poner una interferencia física en una
red wifi, es más notoria.
Por último, encontramos la radiación dentro del microondas, que impide la señal
de teléfono, no la de internet, pude darme cuenta que la interferencia de radiación
es aun mas “tangible” o visible ya que solo tomo 38.98 segundos en que se
detuviera la reproducción de un video.
Bibliografía
Pardell, X. (s. f.). ONDAS ELECTROMAGNÉ
TICAS - Apuntes de
Electromedicina. Xavier Pardell. Recuperado 28 de marzo de 2021, de
https://www.pardell.es/ondas-electromagneticas.html
Ondas Electromagneticas Aprende Facil | AreaTecnologia.com. (s. f.).
areatecnologia.com. Recuperado 28 de marzo de 2021, de
https://www.areatecnologia.com/ondas-electromagneticas.htm