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miércoles, 21 de mayo de 2014

Radio. Ondas Electromagnéticas. Las Ondas Sonoras. Guardia Civil. Tema 22

Comenzamos el tema 22 del temario oposición guardia civil con el estudio de la Radio, las Ondas Electromagnéticas y las Ondas Sonoras. No olvides suscribirte a la Guía de Formación Online para recibir estas actualizaciones directamente en tu correo electrónico.

1. LA RADIO. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Las ondas electromagnéticas se componen de un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí que se desplazan a la velocidad de la luz. Su trayectoria es en línea recta, y a distancias grandes del foco reproductor (antena), estas esferas de energía se muestran como planos perpendiculares a la línea de trayectoria que sufren atenuación al atravesar otros medios como el agua o el aire.

Si el campo eléctrico es horizontal, decimos que la onda está polarizada horizontalmente. Si el campo es vertical, se dice que está polarizada verticalmente.

1.1. LA RADIACIÓN
El emisor proporciona tensión alterna a la antena, generando una corriente que recorre toda la longitud de la misma, y un campo magnético que, junto al eléctrico, aparece y desaparece al ritmo de la alternancia de valores de tensión máximos y mínimos transmitidos por el emisor. Al aumentar la velocidad de dicha alternancia (frecuencia), los campos magnéticoS y eléctricos acaban por desplazarse, empujándose unos a otros.

1.2. CARACTERÍSTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO. LAS ONDAS.



 En la figura anterior podemos ver la representación gráfica de una onda y sus partes. Como podemos constatar, una onda puede representarte de un modo gráfico sobre un eje de coordenadas, como una línea sinuosa que alterna valores positivos y negativos, en un proceso que se repite periódicamente a lo largo del tiempo.

Partes de la onda:

. La Cresta o pico, es el punto más elevado de la onda.

. El Seno o valle, su punto más bajo.

. El Nodo, que es el punto medio del recorrido de una oscilación completa.

. El Ciclo, es decir, el recorrido completo de la onda, desde su valor cero hasta retornar de nuevo a cero, pasando por todos los posibles anteriores.


1.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS

Son las siguientes:

- Longitud de onda (λ): Es la distancia (en metros) entre 2 puntos de igual elongación, separados por un semiciclo positivo y otro negativo, unidos por su respectivo nodo.

- Amplitud (A): Es el desplazamiento o elongación máxima de las partículas que vibran en el medio de propagación.

- Fase: La posición y sentido de cualquier partícula en tiempo real.

- Periodo (T): Es el tiempo que tarda en completarse un ciclo completo.

- Frecuencia (F): Representa la cantidad de ciclos que se completan en un segundo. La frecuencia se mide en ciclos por segundo o Hertzio (Hz). Como múltiplos del Hertzio, destacan el Gigahertzio (1012 Hz), el Megahertzio (106 Hz) y el Kilohertzio (103 Hz).

- Velocidad: Es el espacio que recorre la onda en la unidad de tiempo.

La frecuencia y la longitud de onda, son dos magnitudes inversamente proporcionales.

1.4. PROPIEDADES ÓPTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

Las ondas electromagnéticas se propagan en línea recta. Pero si se encuentran alguna alteración en su vía de propagación, tendrá lugar:

a) Reflexión: Se trata del cambio de dirección que experimenta una onda electromagnética al chocar con un obstáculo -o con un medio más denso- que no puede atravesar.

b) Refracción: Consiste en el cambio de dirección que experimentan las ondas al pasar de un medio a otro que tenga un índice de refracción parecido al primero.

c) Difracción: Es la capacidad que tienen las ondas para “bordear” los obstáculos, curvándose o expandiéndose.

También hay que mencionar otros fenómenos de naturaleza ondulatoria, como son los siguientes:

a) Interferencia: se trata de la interacción de dos fuentes idénticas que radian en un mismo entorno.

b) Amortiguación: el fenómeno llamado amortiguación, consiste en la pérdida de intensidad de una onda (su amplitud), a medida que el tiempo transcurre.

2. LAS ONDAS SONORAS

La velocidad del sonido se mantiene constante cuando el medio que la sustenta y las condiciones exteriores también sean constantes. Y en el vacío no se transmiten.

La gama de frecuencias audibles (que se pueden oír) va desde los 20 Hz hasta los 20000 Hz.

2.1. ONDAS TERRESTRES O DE SUPERFICIE

Las ondas terrestres o de superficie son las que transmiten a poca altura del suelo. Pueden llegar a propagarse miles de kilómetros, hasta que parte de su energía acaba por ser absorbida por el suelo. La clase de ondas empleadas en dicha transmisión se conocen como Ondas Largas.

2.2. ONDAS ESPACIALES

Las ondas espaciales son aquellas que se emiten dirigidas a la atmósfera.

Las ondas espaciales pueden ser de dos tipos:

a) Ondas troposféricas

Se utilizan en UHF y VHF.

Las ondas troposféricas discurren a una velocidad inferior a las del espacio. Eso las hace “abombarse” (debido al fenómeno de la refracción), conduciéndolas hacia el suelo y aumentando el alcance de estas ondas.

b) Ondas ionosféricas

Se utilizan en HF.

Las ondas emitidas hacia la ionosfera pueden sufrir una doble reflexión, primeramente en el espacio, y después en la tierra, con lo que su alcanza aumenta muchísimo si usamos potencias elevadas para compensar la atenuación.

c) Formas de propagación de cada banda de frecuencias

. LF: Se propagan apoyadas en el suelo.

. MF: Estas ondas, aunque también se apoyan en el suelo, se transmiten por el espacio.

. VLF: Estas ondas se propagan por tierra. Pueden alcanzar miles de kilómetros.

. HF: Estas ondas se dirigen hacia la ionosfera –capa de la atmósfera que las refleja-, y pueden alcanzar objetivos que se encuentren a grandes distancias.

. UHF: La propagación de estas ondas es directa, en especial dentro del ámbito urbano. Entre otras, son las empleadas por redes de policía.

. VHF: Su propagación también es directa, y se emplean en la modalidad de FM.

. MW: Se usan para alcances directos y muy largos, pero no se usan en radiocomunicaciones.

d) Factores que inciden en la propagación y alcance de las ondas

- Las condiciones atmosféricas y del terreno: El alcance aumenta cuando el terreno está más húmedo y presenta menos obstáculos. También inciden en el alcance y propagación de las ondas, las distintas temperaturas del aire de la troposfera.

- Las condiciones solares: La actividad solar produce interferencias y absorbe la energía transportada, respectivamente.

- La potencia de emisión: Si se aumenta la potencia de emisión, se lograrán alcances mayores y mejores.

- La sensibilidad del receptor: Cuanto mayor sea, nos permitirá captar señales más débiles.

- La ganancia de la antena: Produce el mismo efecto que el aumento de la potencia de emisión.

e) El espectro radioeléctrico

Se entiende por espectro radioeléctrico, el conjunto de todas las frecuencias utilizadas en las comunicaciones por radio.

El espectro electromagnético es el conjunto de todas las frecuencias existentes, que es:

Frecuencia
Longitud de onda
Nombre (Denominación)
De 103 Hz a 109 Hz
De 105 m a 10-1 m
Ondas de radio.
De 109 Hz a 1011 Hz
De 10-1 m a 10-3 m
Microondas.
De 1011 Hz a 1014 Hz
De 10-3 m a 10-6 m
Rayos infrarrojos.
De 1014 Hz a 1015 Hz
De 10-6 m a 10-7 m
Luz visible.
De 1015 Hz a 1017 Hz
De 10-7 m a 10-9 m
Rayos ultravioleta.
De más de 1017 Hz
De menos de 10-9 m
Rayos X, Gamma y Cósmicos.



8 comentarios:

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