Fibra Opticas (mas cosas que hay que saber de ella)

La fibra óptica es una delgada hebra de vidrio o silicio fundido que conduce la luz. Se requieren dos filamentos para una comunicación bi-direccional: TX y RX.
El grosor del filamento es comparable al grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm. En cada filamento de fibra óptica podemos apreciar 3 componentes:
La fuente de luz: LED o laser.
el medio transmisor : fibra óptica.
el detector de luz: fotodiodo.
Un cable de fibra óptica está compuesto por: Núcleo, manto,recubrimiento, tensores y chaqueta.
Las fibras ópticas se pueden utilizar con LAN, así como para transmisión de largo alcance, aunque derivar en ella es más complicado que conectarse a una Ethernet. La interfaz en cada computadora pasa la corriente de pulsos de luz hacia el siguiente enlace y también sirve como unión T para que la computadora pueda enviar y recibir mensajes.
Convencionalmente, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz indica un bit 0. El detector genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él. Éste sistema de transmisión tendría fugas de luz y sería inútil en la práctica excepto por un principio interesante de la física. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, el rayo se refracta (se dobla) entre las fronteras de los medios.
El grado de refracción depende de las propiedades de los dos medios (en particular, de sus índices de refracción). Para ángulos de incidencia por encima de cierto valor crítico, la luz se refracta de regreso; ninguna función escapa hacia el otro medio, de esta forma el rayo queda atrapado dentro de la fibra y se puede propagar por muchos kilómetros virtualmente sin pérdidas. En la siguiente animación puede verse la secuencia de transmisión

Ejercicios 7.2 y 7.3

Fibra Optica Video

Fibra optica

Video de Fibra Optica

Introducción

El primer intento de utilizar la luz como soporte para una transmisión fue realizado por Alexander Graham Bell, en el año 1880. Utilizó un haz de luz para llevar información, pero se evidenció que la transmisión de las ondas de luz por la atmósfera de la tierra no es práctica debido a que el vapor de agua, oxigeno y partículas en el aire absorben y atenúan las señales en las frecuencias de luz. 

Se ha buscado entonces la forma de transmitir usando una línea de transmisión de alta confiabilidad que no reciba perturbaciones desde el exterior, una guía de fibra llamada Fibra óptica la cual transmite información lumínica. 

La fibra óptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de 1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía ½), estas perdidas restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En 1970, la compañía de CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un prototipo de fibra óptica de baja perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron fibras de 7 dB/Km. (1972), 2.5 dB/Km. (1973), 0.47 dB/Km. (1976), 0.2 dB/Km. (1979). Por tanto a finales de los años 70 y a principios de los 80, el avance tecnológico en la fabricación de cables ópticos y el desarrollo de fuentes de luz y detectores, abrieron la puerta al desarrollo de sistemas de comunicación de fibra óptica de alta calidad, alta capacidad y eficiencia. Este desarrollo se vio apoyado por diodos emisores de luz LEDs, Fotodiodos y LASER (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación). 

La Fibra Óptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto, constituida de material dieléctrico (material que no tiene conductividad como vidrio o plástico), es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando esté curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, el interior llamado núcleo (se construye de elevadísima pureza con el propósito de obtener una mínima atenuación) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno (se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente índice de refracción ( n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3 % inferior al del núcleo n1 ). 

El diámetro exterior del revestimiento es de 0.1 mm . aproximadamente y el diámetro del núcleo que transmite la luz es próximo a 10 ó 50 micrómetros. Adicionalmente incluye una cubierta externa adecuada para cada uso llamado recubrimiento. 

Ventajas de la tecnología de la fibra óptica

Baja Atenuación

Las fibras ópticas son el medio físico con menor atenuación. Por lo tanto se pueden establecer enlaces directos sin repetidores, de 100 a 200 Km . con el consiguiente aumento de la fiabilidad y economía en los equipamientos. 

Gran ancho de banda

La capacidad de transmisión es muy elevada, además pueden propagarse simultáneamente ondas ópticas de varias longitudes de onda que se traduce en un mayor rendimiento de los sistemas. De hecho 2 fibras ópticas serían capaces de transportar, todas las conversaciones telefónicas de un país, con equipos de transmisión capaces de manejar tal cantidad de información (entre 100 MHz/Km a 10 GHz/Km).

Peso y tamaño reducidos

El diámetro de una fibra óptica es similar al de un cabello humano. Un cable de 64 fibras ópticas, tiene un diámetro total de 15 a 20 mm . y un peso medio de 250 Kg/km. Si comparamos estos valores con los de un cable de 900 pares calibre 0.4 (peso 4,000 Kg/Km y diámetro 40 a 50 mm ) se observan ventajas de facilidad y costo de instalación, siendo ventajoso su uso en sistemas de ductos congestionados, cuartos de computadoras o el interior de aviones. 

Gran flexibilidad y recursos disponibles

Los cables de fibra óptica se pueden construir totalmente con materiales dieléctricos, la materia prima utilizada en la fabricación es el dióxido de silicio (Si0 2 ) que es uno de los recursos más abundantes en la superficie terrestre. 

Aislamiento eléctrico entre terminales

Al no existir componentes metálicos (conductores de electricidad) no se producen inducciones de corriente en el cable, por tanto pueden ser instalados en lugares donde existen peligros de cortes eléctricos. 

Ausencia de radiación emitida

Las fibras ópticas transmiten luz y no emiten radiaciones electromagnéticas que puedan interferir con equipos electrónicos, tampoco se ve afectada por radiaciones emitidas por otros medios, por lo tanto constituyen el medio más seguro para transmitir información de muy alta calidad sin degradación. 

Costo y mantenimiento

El costo de los cables de fibra óptica y la tecnología asociada con su instalación ha caído drásticamente en los últimos años. Hoy en día, el costo de construcción de una planta de fibra óptica es comparable con una planta de cobre. Además, los costos de mantenimiento de una planta de fibra óptica son muy inferiores a los de una planta de cobre. Sin embargo si el requerimiento de capacidad de información es bajo la fibra óptica puede ser de mayor costo.

Las señales se pueden transmitir a través de zonas eléctricamente ruidosas con muy bajo índice de error y sin interferencias eléctricas. 

Las características de transmisión son prácticamente inalterables debido a los cambios de temperatura, siendo innecesarios y/o simplificadas la ecualización y compensación de las variaciones en tales propiedades. Se mantiene estable entre -40 y 200 ºC . 

Por tanto dependiendo de los requerimientos de comunicación la fibra óptica puede constituir el mejor sistema.

Desventajas de la fibra óptica

El costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una solución mucho más costosa que el conductor de cobre. 

La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados. 

Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica. 

Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.

CINTA Y MICROCINTA

Línea de transmisión constituida por una cinta conductora y una superficie conductora paralela de anchura muy superior; estos dos conductores son solidarios de las dos caras de un soporte dieléctrico de pequeño espesor.
La líneas de microcintas son ampliamente usadas para interconectar circuitos lógicos de alta velocidad en las computadoras digitales porque estas pueden ser fabricadas por técnicas automatizadas y ello proporciona una señal uniforme en toda la trayectoria.
La impedancia de una línea de microcinta está en función del ancho de la línea de cinta, el espesor de la línea de cinta, la distancia entre la línea y área de tierra, y la constante relativa del dieléctrico del material. Para encontrar la impedancia de una microcinta se relaciona la ecuación de otra línea de trasmisión como es la del alambre sobre tierra (wire over ground), cuya impedancia es,

donde,
  : constante relativa del dieléctrico del medio ambiente.
h : distancia entre el centro del alambre y el área de tierra.
d : diámetro del alambre.
La constante efectiva relativa del dieléctrico para una línea de microcinta puede relacionarse con la constante relativa del dieléctrico del material. DiGiacomo y coayudantes descubrieron una ecuación empírica para la constante efectiva relativa del dieléctrico de la línea de microcinta como medida de propagación del tiempo y la constante relativa del dieléctrico en varios materiales.

donde,
  : constante relativa del dieléctrico del medio ambiente.
 : constante efectiva relativa del dieléctrico de la línea de microcinta.
La sección transversal de la línea de microcinta es rectangular. Debemos transformar los parámetros circulares a su equivalente en rectangular. Springfield descubrió una ecuación empírica para la transformación,

d = 0.67 w (0.8 + t/w)

donde,
d: diámetro de la línea sobre tierra
w : ancho de la línea de microcinta
t : espesor de la línea de microcinta
Sustituyendo la ecuación para la constante del dieléctrico y para la equivalencia del diámetro en la ecuación de la impedancia característica de la línea de alambre sobre tierra, obtenemos

donde,
  : constante relativa del dieléctrico del material.
h : distancia entre el centro del alambre y el área de tierra.
w : ancho de la línea de microcinta
t : espesor de la línea de microcinta
Esta ecuación es para la impedancia característica de una línea angosta de microcinta. La velocidad de propagación es,

La impedancia característica para una línea ancha de microcinta fue derivada por Assadourian y otros, está expresada por

 MICROONDAS TERRESTRES

Un radioenlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analógica (convencionalmente en FM) o digital.
Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes:
·         Telefonía básica (canales telefónicos)
·         Datos
·         Telegrafo/Telex/Facsímile
·         Canales de Televisión.
·         Video
·         Telefonía Celular (entre troncales)
Un sistema de microondas consiste de tres componentes principales: una antena con una corta y flexible guía de onda, una unidad externa de RF (Radio Frecuencia) y una unidad interna de RF. Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 1 y 15 millas de distancia una de la otra. El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias entre 20 y 30 millas.
Las licencias o permisos para operar enlaces de microondas pueden resultar un poco difíciles ya que las autoridades (S.C.T. México, FCC Estados Unidos) deben de asegurarse que ambos enlaces no causen interferencia a los enlaces ya existentes.
El clima y el terreno son los mayores factores a considerar antes de instalar un sistema de microondas. Como por ejemplo, no se recomienda instalar sistemas en lugares donde no llueva mucho; en este caso deben usarse radios con frecuencias bajas (es decir menores a 10 GHz). La consideraciones en terreno incluyen la ausencia de montañas o grandes cuerpos de agua las cuales pueden ocasionar reflecciones de multi-trayectorias.

Acoplador stub simple y doble

Utilizamos el acople de circuito corto, tal que con un ajuste apropiado de la longitud, l del stub y su posición d, a partir de la carga ZL , como se muestra en la figura, existe una manera de acoplarse una línea de baja pérdida a la impedancia producida por la combinación en paralelo del stub y la longitud restante d, de la línea terminada en la carga, ZL ,mal acoplada. A un segmento de línea con bajas pérdidas en corto se le llama Stub (equilibrador). Si se puede variar su longitud usando conductores es un equilibrador ajustable. Los stubs se usan a menudo a altas frecuencias como elementos reactivos en arreglos de acople de impedancia.
Debido a la conexión en paralelo del stub y la línea de transmisión, es ventajoso emplear la forma de admitancia de la Carta de Smith
En este caso se considera la línea y el stub sin pérdidas, y que cada uno tiene la misma admitancia característicaY0. Con una admitancia de carga conocida YL , ZL-1, se puede determinar la admitancia normalizada YL = Y(0) = YL /Y0, lo que da el círculo de SWR pasando por el punto YL. A partir de ahí se obtienen dos puntos:
El primero, moviéndose una distancia (d) hacia el punto generador, tal que se obtiene la intersección con el círculo y = 1. la admitancia de entrada hacia esa longitud d, queda como: y=1+j |b| con b la parte imaginaria de y. El segundo se ubica más adelante, hacia el generador en la intersección de y=1. con la admitancia de línea 1−j |b|. Si en los dos puntos anteriormente descritos se pone en paralelo el stub en corto, se cancela la parte susceptiva ±j |b| de la admitancia de línea, para dar la admitancia en paralelo, y=1, en esos dos puntos, por lo que se obtiene una impedancia acoplada.
Sólo queda determinar la longitud l del stub necesario para proporcionar −j |b| en el primer punto o +j |b| en el segundo. Si el stub se conecta al primer punto, la susceptancia positiva de la admitancia de entrada y=1+j|b| debe quedar anulado por la susceptancia negativa −j |b| del stub en corto de longitud l. Esta longitud se obtiene como la distancia  medida como una rotación hacia el generador partiendo de la susceptancia b –>  en el corto a la susceptancia −|b|.

Problemas 4.1 y 4.2

Practica 1

Problema 2.22

Problema 2.21

Problema 2.20

Problema 2.10

Problema 2.9

Problema 2.8

Museo de la Luz (Evidencia)

Problema 2.7

Ganadores Mexicanos del premio Nobel

El premio Nobel es otorgado a aquellas personas que han hecho investigaciones que hayan resultado sobresalientes, ya sea inventando técnicas o equipos revolucionarios o bien que hayan hecho contribuciones a la sociedad. En razón de la última voluntad de Alfred Nobel, un inventor sueco creador de la dinamita, firmó su testamento en París el 27 de Noviembre de 1895.

Tres mexicanos han sido distinguidos con este premio, el primero de ellos es Alfonso García Robles. Nacido en Zamora Michoacán el 20 de marzo de 1911, fue diplomático mexicano y premiado en 1982 con el premio Nobel de la Paz conjuntamente con Alva Myrdal. Siendo egresado de la Facultad de Derecho de la Universidad Autónoma de México, tiene Entre sus libros y artículos más sobresalientes: La desnuclearización de América Latina, el tratado de Tlatelolco Génesis, alcance y propósito de la proscripción de armas nucleares en América latina (1967), tratado para la prohibición de armas nucleares en América latina.

Mario José Molina Henríquez. Nacido en la Ciudad de México en 1943, realizó su formación profesional como Ingeniero Químico, estudió un posgrado en Alemania donde investigó durante dos años la cinética de polimerizaciones entre otros muchos estudios. Realizó diversas investigaciones en el ámbito de la química ambiental y sobre este tema decidió no limitarse únicamente a las publicaciones científicas y utilizó otros medios para animar al público a enterarse de sus descubrimientos e influir en las políticas públicas para detener el cambio climático. Es considerado como de los primeros científicos en alertar sobre el peligro de los clorofluorocarbonos utilizados en aerosoles tanto industriales como caseros. Recibe el premio Nobel de Química en 1995 por sus trabajos de la química de la atmósfera.

Octavio Paz Lozano. Nació en la Ciudad de México el 31 de marzo de 1914. Poeta, ensayista y diplomático de comparada influencia con César Vallejo o Pablo Neruda. Recibe el Premio Nobel de literatura en 1990 como colofón a una magistral vida llena de reconocimientos, el primero en este rubro para un mexicano, hasta el día de su muerte en 1998. Cuando se entera de tal designio no podía faltar un comentario digno de su persona decía que el premio Nobel no era un pasaporte a la inmortalidad, sino que la relativa inmortalidad de las obras literarias y artísticas le da la calidad.

Carta de Smith

Uso de las cartas de smith

En la direccion de abajo encontre una carta de smith interactiva
http://www.amanogawa.com/archive/LossLessSmithChart/LossLessSmithChartWide.html

FM Y AM (frecuencia modulada y amplitud modulada)

Hay dos formas de modular la onda portadora de las señales eléctricas: la modulación de amplitud (AM) o la modulación de frecuencia (FM). La primera modifica el grado de ondulación de la onda portadora, y las señales de frecuencia modulada alteran el número de veces por segundo que ondula la onda portadora.

Las señales de AM están más expuestas a interferencias eléctricas, las que producen el ruido llamado estática. Las señales de FM no permiten la estática, pero sólo se propagan en línea recta.

¿Las bandas de onda de AM y FM?

La modulación de amplitud sirve para la radiodifusión de largo alcance, en longitudes de onda de entre 1 000 y 2 000 m. Estas ondas llegan a viajar miles de kilómetros desde su punto de origen, ya que se reflejan en la ionosfera, una capa electrificada de la atmósfera, situada entre 130 y 160 km por encima del planeta. Estas ondas se difunden a grandes distancias debido a la reflexión múltiple entre el suelo y la atmósfera. Las señales de AM se difunden en tres bandas de onda: larga (1 0002 000 m), media (187577 m) y corta (10100 m).

Las bandas de onda de FM incluyen la frecuencia muy alta (VHF), de entre 87 y 108 MHz (vea pág. siguiente). La VHF se emplea en radios de la policía, de los taxis y los de banda civil. La frecuencia ultraalta (UHF), de entre 450 y 855 MHz, se emplea en la televisión. Las microondas mantienen longitudes de menos de 30 cm. Los radares y los satélites de comunicaciones funcionan con microondas de frecuencias superaltas de 3 a 30 gigahertz (GHz)

http://microrespuestas.com/wp-content/uploads/2010/03/FM.gif

Problema 2.6

Problema 2.5

Cable Coaxial

Cable coaxial
El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante o protectora.


Características

* El conductor interior tiene el propósito transportar la señal y, en particular, mayor es su diámetro, menor es la atenuación resultante. Puede ser sencillo o en cadena, se compone de cobre desnudo, acero chapado en cobre o de cobre estañado, para facilitar la soldadura y proteger de la corrosión, o de cobre plateado para mejorar la propagación de la señal de la explotación total del "efecto piel". En la radiofrecuencia la señal se propaga sólo a través de la superficie del conductor para un espesor menor, cuanto más la frecuencia es elevada.

* El dieléctrico es un material aislante colocada alrededor del conductor interno, con el fin de mantener el conductor exterior (pantalla) centrado con el anillo interior. Eso es generalmente constituido por polietileno compacto (PE) de espuma o físicamente (PEE GAS INJECTED) porque tiene un factor de pérdida baja y mantiene, con el tiempo, sus características mecánicas y eléctricas. En particular, el PE tiene la ventaja de ser más resistente desde el punto de vista mecánico en comparación al PEE GAS INJECTED, garantizando la función coaxial entre los conductores; en cambio, el gas PEE INYECTADO gracias al proceso de expansión con gas inerte (nitrógeno), presenta una constante dieléctrica relativa muy baja (~ 1,40) y un ángulo de pérdida menor, por lo que tienen menos atenuaciones. Además, el gas de expansión proporciona una mejor estabilidad de los valores de atenuación, manteniéndolos constantes en el tiempo incluso en condiciones críticas, tales como la presencia de alta humedad o cambios de temperatura. El dieléctrico del cable coaxial es ideal para el aire.

La cinta, donde está presente, constituye parte de la pantalla del cable coaxial, para asegurar una cobertura total (100%). Puede ser de dos tipos:

    - Acoplado (que consiste en una capa de aluminio y una de Poliéster (Al / PET
   - Triplex (formado por dos capas de aluminio y una de Poliéster (Al / PET / AL)

Eso determina un considerable mejoramiento de la eficacia de blindaje, garantizando:

-  Protección de la señal que pasa a través del cable del campo electromagnético externo.
 -  El aislamiento del entorno externo de la radiación producida por el propio cable.

Debido al constante aumento en el uso de ondas electromagnéticas y de la alta energía es indispensable un total blindaje para minimizar los problemas de interferencia.

* La malla se caracteriza por el número de cables, por la sección de los cables individuales y la forma de trenzar, esto influye no sólo en la eficacia de blindaje, sino también en la impedancia de transferencia. El parámetro de evaluación para la construcción de la trenza es el porcentaje de cobertura.

* La cubierta protectora está hecha de cloruro de polivinilo (PVC) o polietileno (PE); tiene una doble función:

-Protección del cable.
- Mantener adherido el conductor exterior al dieléctrico tanto a la capacidad como la impedancia a lo largo del cable.

La cubierta protectora de PE se utiliza para la instalación subterránea. En cables más caros (solamente para exterior o para exigencias especiales) puede haber también una cinta de poliéster introducido entre la cubierta exterior y la trenza, que realiza las siguientes funciones básicas: se evita la salida de los residuos de PVC (cubierta externa) hacia el dieléctrico, protege la trenza durante la extrusión de la cubierta de posible oxidación y hace más fácil pelar del cable coaxial

Problema 2.3

Se tiene un cable coaxial diseñado para funcionar a muy altas temperaturas, por ejemplo en cohetes, misiles y satelites. Las dimensiones de su corte transversal se muestran en la figura. El dielectrico entre ambos conductores de cobre es Papel y las paredes que hacen contacto con dicho dielectrico estan recubiertas de cobre. Por simplicidad, considerese que el papel esta distribuido uniformemente y que la corriente pelicular solo fluye por las cubiertas de plata.

a=1.5 mm
b=4 mm
c=5 mm
Para el papel
Er= 3
Tang=8.00 x10^3
rcobre=5.8x10^7

Calcule los parametros L, C, R y G de esta linea de 100 Mhz y 1 Ghz.

Problema 2.2

Una linae bifilar tiene conductores de plata con radio igual a 2mm. La separacion entre centros es de 2 cm y el material aislante es Teflon. Supongase que la tangente de perdidas es constante con las frecuencia yencuentre los parametros L,C,R,G  por unidad de lingitud, a frecuencias de operacion de 1 Khz, 10Khz y 1 Mhz.

Si la profundidad de penetrecion l es comprobable o mayor que el radio del conductor, se utilizan las expreciones para bajas frecuencias. si l es pequeño en comparacion al radio, se usan las expreciones para altas frecuencias. Para la plata  Mr= 1 y r=6.17x10^7 S/m.

Distancia entre la luna y marte

Luna y marte
Vídeo de la relación de la luna y marte

Espectro Magnetico

Es el rango de todas las radiaciones electromagnéricas posibles. El espectro de un objeto es la distribución característica de la radiación electromagnética de ese objeto.

El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna (extremo de la onda larga) hasta los rayos gamma (extremo de la onda corta), que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Se piensa que el límite de la longitud de onda corta está en las cercanías de la longitud Planck, mientras que el límite de la longitud de onda larga es el tamaño del universo mismo, aunque en principio el espectro sea infinito y continuo.

Rango del espectro

El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. Las frecuencias de 30 Hz y más bajas pueden ser producidas por ciertas nebulosas estelares y son importantes para su estudio. Se han descubierto frecuencias tan altas como 2.9 * 1027 Hz a partir de fuentes astrofísicas.

La energía electromagnética en una longitud de onda particular λ (en el vacío) tiene una frecuencia asociada f y una energía fotónica E. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.

De este modo, las ondas electromagnéticas de alta frecuencia tienen una longitud de onda corta y energía alta; las ondas de frecuencia baja tienen una longitud de onda larga y energía baja.

Siempre que las ondas de luz (y otras ondas electromagnéticas) se encuentran en un medio (materia), su longitud de onda se reduce. Las longitudes de onda de la radiación electromagnética, sin importar el medio por el que viajen, son, por lo general, citadas en términos de longitud de onda en el vacío, aunque no siempre se declara explícitamente.

Generalmente, la radiación electromagnética se clasifica por la longitud de onda: ondas de radio, microondas, infrarroja y región visible, que percibimos como luz, rayos ultravioleta, rayos X y rayos gamma.

El comportamiento de la radiación electromagnética depende de su longitud de onda. Las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas, y las frecuencias inferiores tienen longitudes de onda más largas. Cuando la radiación electromagnética interacciona con átomos y moléculas, su comportamiento también depende de la cantidad de energía por cuanto que transporta. La radiación electromagnética puede dividirse en octavas (como las ondas sonoras).

Tipos de Radiacion

Aunque el esquema de clasificación suele ser preciso, en realidad existe algo de trasposición entre tipos vecinos de energía electromagnética. Por ejemplo, las ondas de radio a 60 Hz pueden ser recibidas y estudiadas por astrónomos, o pueden ser conducidas a lo largo de cables como energía eléctrica. También, algunos rayos gamma de baja energía realmente tienen una longitud de onda más larga que algunos rayos X de gran energía. Esto es posible porque "rayo gamma" es el nombre que se le da a los fotones generados en la descomposición nuclear u otros procesos nucleares y subnucleares, mientras que los rayos X son generados por transiciones electrónicas que implican electrones interiores muy energéticos. Por lo tanto, la diferencia entre rayo gamma y rayo X está relacionada con la fuente de radiación más que con la longitud de onda de la radiación. Generalmente, las transiciones nucleares son mucho más energéticas que las transiciones electrónicas, así que los rayos gamma suelen ser más energéticos que los rayos X. Sin embargo, hay transiciones nucleares de baja energía (p.ej. la transición nuclear de 14.4 keV del Fe-57) que producen rayos gamma que son menos energéticos que algunos de los rayos X de mayor energía.

Radiofrecuencia

Las ondas de radio suelen ser utilizadas mediante antenas del tamaño apropiado (según el principio de resonancia), con longitudes de onda en los límites de cientos de metros a aproximadamente un milímetro. Se usan para la transmisión de datos, a través de la modulación. La televisión, los teléfonos móviles, las resonancias magnéticas, o las redes inalámbricas y de radio-aficionados, son algunos usos populares de las ondas de radio.

Microondas

La frecuencia super alta (SHF) y la frecuencia extremadamente alta (EHF) de las microondas son las siguientes en la escala de frecuencia. Las microondas son ondas los suficientemente cortas como para emplear guías de ondas metálicas tubulares de diámetro razonable. La energía de microondas se produce con tubos klistrón y tubos magnetrón, y con diodos de estado sólido como los dispositivos Gunn e IMPATT. Las microondas son absorbidas por la moléculas que tienen un momento dipolar en líquidos. En un horno microondas, este efecto se usa para calentar la comida. La radiación de microondas de baja intensidad se utiliza en Wi-Fi.

Radiación visible (luz)

La frecuencia por encima del infrarrojo es la de la luz visible. Este es el rango en el que el Sol y las estrellas similares a él emiten la mayor parte de su radiación. No es probablemente una coincidencia que el ojo humano sea sensible a las longitudes de onda que el sol emite con más fuerza. La luz visible (y la luz cercana al infrarrojo) son absorbidas y emitidas por electrones en las moléculas y átomos que se mueven desde un nivel de energía a otro. La luz que vemos con nuestros ojos es realmente una parte muy pequeña del espectro electromagnético. Un arco iris muestra la parte óptica (visible) del espectro electromagnético; el infrarrojo (si pudiera verse) estaría localizado justo a continuación del lado rojo del arco iris, mientras que el ultravioleta estaría tras el violeta.

Luz ultravioleta

La siguiente frecuencia en el espectro es el ultravioleta (o rayos UV), que es la radiación cuya longitud de onda es más corta que el extremo violeta del espectro visible.

Al ser muy energética, la radiación ultravioleta puede romper enlaces químicos, haciendo a las moléculas excepcionalmente reactivas o ionizándolas, lo que cambia su comportamiento. Las quemaduras solares, por ejemplo, están causadas por los efectos perjudiciales de la radiación UV en las células de la piel, y pueden causar incluso cáncer de piel si la radiación daña las moléculas de ADN complejas en las células (la radiación UV es un mutágeno). El Sol emite una gran cantidad de radiación UV, lo que podría convertir rápidamente la Tierra en un desierto estéril si no fuera porque, en su mayor parte, es absorbida por la capa de ozono de la atmósfera antes de alcanzar la superficie.

Rayos X

Después del ultravioleta vienen los rayos X. Los rayos X duros tienen longitudes de onda más cortas que los rayos X suaves. Se usan generalmente para ver a través de algunos objetos, así como para la física de alta energía y la astronomía. Las estrellas de neutrones y los discos de acreción alrededor de los agujeros negros emiten rayos X, lo que nos permite estudiarlos.

Rayos gamma

Después de los rayos X duros vienen los rayos gamma. Son los fotones más energéticos, y no se conoce el límite más bajo de su longitud de onda. Son útiles a los astrónomos en el estudio de objetos o regiones de alta energía, y son útiles para los físicos gracias a su capacidad penetrante y su producción de radioisótopos. La longitud de onda de los rayos gamma puede medirse con gran exactitud por medio de dispersión Compton.

Historia De La Televicion En México y La Primera Imagen Transmitida

Historia de la Televicion

Las unidades basicas del electromagnetismo

Frecuencia

Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide en hercios (Hz), en honor a Heinrinch Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se repite dos veces por segundo. Esta unidad se llamó originariamente «ciclo por segundo» (cps). Otras unidades para indicar la frecuencia son revoluciones por minuto (rpm). Las pulsaciones del corazón y el templo musical se miden en pulsos por minuto

Periodo

En fisica, el periodo (T) es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda. El concepto aparece tanto en matemáticas como en física y otras áreas de conocimiento.

Es el mínimo lapso que separa dos instantes en los que el sistema se encuentra exactamente en el mismo estado: mismas posiciones, mismas velocidades, mismas amplitudes. Así, el periodo de oscilación de una onda es el tiempo empleado por la misma en completar una longitud de onda. En términos breves es el tiempo que dura un ciclo de la onda en volver a comenzar.

 Por ejemplo, en una onda, el periodo es el tiempo transcurrido entre dos crestas o valles sucesivos. El periodo (T) es inverso a la frecuencia (f).

Señal Eléctrica. 

Las señales eléctricas son llamadas también señales análogas. Pueden tener cualquier lectura dentro del rango y sólo están limitadas por las características de los instrumentos registradores e indicadores. Transmiten al controlador en forma continua los valores.

En las Redes de ordenadores, los datos a intercambiar siempre están disponibles en forma de señal Digital. No obstante, para su transmisión podemos optar por la utilización de señales digitales o analógicas. La elección no será, casi nunca, una decisión del usuario, sino que vendrá determinada por el medio de transmisión a emplear.

No todos los Medios de transmisión permiten señales analógicas ni todos permiten señales digitales. Como la naturaleza de nuestros datos será siempre digital, es necesario un proceso previo que adecue estos datos a la señal a transmitir. A continuación examinaremos los 2 casos posibles.

Potencia eléctrica 

Potencia es la velocidad a la que se consume la energía. Si la energía fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene. La potencia se mide en joule por segundo (J/seg) y se representa con la letra “P”.

Un J/seg equivale a 1watt (W), por tanto, cuando se consume 1 joule de potencia en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.

La unidad de medida de la potencia eléctrica “P” es el “watt”, y se representa con la letra “W”.

Resonancia  

El término resonancia se refiere a un conjunto de fenómenos relacionados con los movimientos periódicos o casi periódicos en que se produce reforzamiento de una oscilasión al someter el sistema a oscilaciones de una frecuencia determinada

Unidades basicas del electromagnetismo

Biografías de los padres de las Comunicaciones

Alexander Graham Bell

Científico y logopeda estadounidense de orígen escocés, inventor del teléfono.

El invento, denominado teléfono, fue inscrito en el registro de patentes estadounidense en 1876.

En un primer momento, el teléfono levantó todo tipo de comentarios irónicos, pero al revelarse como un medio de comunicación a larga distancia viable, provocó controvertidos litigios por la comercialización de la patente. En 1880, recibió el premio Volta. El dinero obtenido con este premio lo invirtió en el desarrollo de un nuevo proyecto, el grafófono, en colaboración con Charles Sumner Tainter, uno de los primeros sistemas de grabación de sonidos conocido. Tras su muerte, acaecida en 1922, dejó como herencia dieciocho patentes a su nombre y doce más con sus colaboradores.

Nikola Tesla

Físico estadounidense de origen serbio. Estudió en las universidades de Graz (Austria) y Praga. Después de haber trabajado en varias industrias eléctricas en París y en Budapest, se trasladó a Estados Unidos (1882), donde trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison, entonces partidario de la corriente eléctrica continua.

Tesla fundó en Nueva York un laboratorio de investigaciones electrotécnicas, donde descubrió el principio del campo magnético rotatorio y los sistemas polifásicos de corriente alterna. Creó el primer motor eléctrico de inducción de corriente alterna y otros muchos ingenios eléctricos como el llamado montaje Tesla, un transformador de radiofrecuencia en el que primario y secundario están sintonizados, de utilidad a la hora de preseleccionar la entrada de un receptor radioeléctrico. Predijo la posibilidad de realizar comunicaciones inalámbricas con antelación a los estudios llevados a cabo por Marconi, y en su honor se denomina tesla a la unidad de medida de la intensidad del flujo magnético en el sistema internacional.

En 1891 Tesla inventó la bobina que lleva su nombre, que consiste en un trasformador que consta de un núcleo de aire y con espirales primaria y secundaria en resonancia paralela. Con esta bobina fue capaz de crear un campo de alta tensión y alta frecuencia. Dos años después descubrió el fenómeno de carácter ondulatorio denominado "luz de Tesla" en las corrientes alternas de alta tensión y alta frecuencia; mediante el estudio de estas corrientes, observó que las lámparas de incandescencia de un único polo emiten luz cuando se las aproxima a un conductor por el que pasa corriente eléctrica, y que los tubos de vidrio vacíos brillan aunque carezcan de electrodo si se les conecta por uno de sus extremos y se aproxima el otro a un conductor por el que fluye corriente de alta frecuencia. También se percató de que el cuerpo humano es capaz de conducir estas corrientes de alta frecuencia sin experimentar daño alguno.

Lee de Forest

Ingeniero estadounidense, inventor de la válvula triodo. Estudió en la Universidad de Yale, donde realizó una de las primeras tesis doctorales sobre las ondas radioeléctricas. Comenzó su carrera profesional en la Western Electric Company, donde en 1907 patentó la válvula termoiónica denominada inicialmente como auditrón y conocida popularmente como triodo.

El triodo permitió la construcción de amplificadores tanto de audiofrecuencia como de radiofrecuencia, a la vez que osciladores y complejos circuitos eléctricos utilizados en los receptores de radio hasta el descubrimiento de los transistores. Por todo ello se le suele llamar el padre de la radio. De Forest creó además la primera emisora: empleando sus recién descubiertos triodos, instaló una emisora de radio en la Torre Eiffel parisina que se inauguró en 1915.

La supremacía técnica del procedimiento desarrollado por Lee de Forest hizo que fuera finalmente el estándar adoptado por la industria cinematográfica. De Forest fue además uno de los pioneros en la investigación de las ondas radioeléctricas procedentes del espacio exterior y desarrolló un aparato de diatermia para uso clínico. Figura asimismo entre los primeros que exploraron el camino hacia la invención de la televisión.

Guillermo González Camarena

Ingeniero mexicano que fue pionero de la televisión mexicana e inventor de tres sistemas de televisión en color. Guillermo González Camarena realizó sus estudios de ingeniería en el Instituto Politécnico Nacional, en México D. F, y cursó la especialidad de electrónica.

En 1935 comenzó sus investigaciones sobre la televisión, que ya había sido experimentada con éxito en Berlín en 1931 por Von Ardene y Loewe, aunque esto no impidió que sus amigos y familiares pusieran en duda su salud mental, pues ese experimento no era conocido para el gran público. González Camarena, además, construía sus cámaras con materiales de deshecho.

En 1940 patentó su sistema para transmitir en color, pese a que aún no lo había experimentado en la práctica. En 1945 realizó las primeras transmisiones de televisión en el cine Alameda, y logró que se le concediera un canal propio, el Canal 5. El equipo transmisor, construido con un pequeño equipo de colaboradores, se instaló en una pequeña oficina de un edificio céntrico de la capital, el de Seguros México. Tenía únicamente tenía dos receptores, situados uno en la Liga Mexicana de Radio Experimentadores y otro en la estación XEW.

Su empresa distaba mucho de ser comercialmente competitiva, de forma que se integró en la empresa Telesistema Mexicano, y González Camarena pasó a ocuparse de las investigaciones sobre la transmisión de la señal en color. Su sentido patriótico le llevó a rechazar una importante inversión económica procedente de los Estados unidos, deseoso de que los mexicanos disfrutaran de la patente de su invento.

En 1963 realizó la primera transmisión con su sistema cromático, lo que le dio gran renombre. Los primeros éxitos internacionales los obtuvo durante la retransmisión de las Olimpiadas de Japón en 1964

Frecuencias de los Canales de Television en México (VHF y UHF)

Tabla de Equivalencias de Canales con Frecuencias empleadas en la Television de México.
Frecuencia de Canales de Television en VHF para México
Sistema M 525 líneas
Sistema N 625 línea

Canal	Video (MHz)	Audio (MHz)
2	55.25	59.75
3	61.25	65.75
4	67.25	71.75
5	77.25	81.75
6	83.25	87.75
7	175.25	179.75
8	181.25	185.75
9	187.25	191.75
10	193.25	197.75
11	199.25	203.75
12	205.25	209.75
13	211.25	215.75

Sistema M 525 líneasFrecuencia de Canales de Television en UHF para México

Sistema N 625 líneas

Canal	Video (MHz)	Audio (MHz)
14	471.25	475.75
15	477.25	481.75
16	483.25	487.75
17	489.25	493.75
18	495.25	499.75
19	501.25	505.75
20	507.25	511.75
21	513.60	517.75
22	519.25	523.75
23	525.25	529.75
24	531.25	535.75
25	537.25	541.75
26	543.25	547.75
27	549.25	553.75
28	555.25	559.75
29	561.25	565.75
30	567.25	571.75
31	573.25	577.75
32	579.25	583.75
33	585.25	589.75
34	591.25	595.75
35	597.25	601.75
36	603.25	607.75
37	609.25	613.75
38	615.25	619.75
39	621.25	625.75
40	627.25	631.75
41	633.25	637.75
42	639.25	643.75
43	645.25	649.75
44	651.25	655.75
45	657.25	661.75
46	663.25	667.75
47	669.25	673.75
48	675.25	679.75
49	681.25	685.75
50	687.25	691.75
51	693.25	697.75
52	699.25	703.75
53	705.25	709.75
54	711.25	715.75
55	717.25	721.75
56	723.25	727.75
57	729.25	733.75
58	735.25	739.75
59	741.25	745.75
60	747.25	751.75
61	753.25	757.75
62	759.25	763.75
63	765.25	769.75
64	771.25	775.75
65	777.25	781.75
66	783.25	787.75
67	789.25	793.75
68	795.25	799.75
69	801.25	805.75
70	807.25	811.75
71	813.25	817.75
72	819.25	823.75
73	825.25	829.75
74	831.25	835.75
75	837.25	841.75
76	843.25	847.75
77	849.25	853.75
78	855.25	859.75
79	861.25	865.75
80	867.25	871.75
81	873.25	877.75
82	879.25	883.75
83	885.25	889.75