Ingeniería en TelemáticaCUATRIMESTRE: 04

FISICA II

Unidad 2.- Radiación y propagación de onda.

Actividad 2.- Frentes de Ondas

Facilitador: Manuel Gilberto Kent SuluFA1001188

C.P. Gilberto Alfonso Palmer CastilloAL10506188

1. ¿ A qué distancia de una fuente puntual de una onda electromagnética de 100 W es Emáx = 15.0 V/m?

Identificación:

Se trata de determinar la energía máxima que irradia una onda electromagnética cuya potencia es de 100 watts y cuya energía máxima es de 15 v/m, a una determinada distancia, es decir con los datos tratar de saber a que distancia llega la onda con una potencia de 100 watts y una energía máxima de 15 v/m.

Planteamiento:

La densidad de la potencia de una onda electromagnética la designaremos con la

letra griega ᶲ y que se expresa en watt/m2, a una distancia “d” de la fuente puntual y se expresa:

ᶲ= Pt

4 π d2

La densidad de potencia está indicada por el vector ᶲ=(E)(H) producto vectorial de la componente del campo eléctrico E en (v/m) y del magnético H(amp/m), de la onda electromagnética.

Dado que en el vacío la relación E/H=Zs se denomina impedancia intrínseca del medio. Se puede escribir:

∅= E2

Z S

Y el valor de Zs está dado por:

Z s=√ 1.26 x10−6

8.85x 10−12=377Ω

En esta formula debe considerarse el valor eficaz del campo E y no su valor máximo “Emax”

Ejecución:

Entonces tenemos:

E=Emax√2

= 15.01.4142

=10.6067(wm

)

El valor de ∅ para el campo eléctrico sería:

∅=10.6067( v

m2)

377Ω=112.5377

=0.2984 (wattm2

)

Igualando con la ecuación ᶲ=Pt

4 π d2

0.2984= Pt

4 π d2

Despejando “d”

d=√ pt4 π (.2984)

d=√ 100w4 (3.1416 )(.2984)

d=√ 100w3.7498= 5.16mts.

La distancia es de 5.16 mts.

Evaluación:

El problema nos llevo a conocer que a una distancia de 5.16 metros llega una onda electromagnética de 100watts. de cuya energía máxima es de 15 v/m.

2. Un observador está a 1.8 m de una fuente de luz (de dimensiones mucho menores que 1.8 m), cuya salida de potencia P es de 250 W. Calcule los valores del campo eléctrico en la posición del observador. Suponga que la fuente irradia uniformemente en todas direcciones.

Identificación:

Tenemos una fuente de luz de 250 wtts. Y un observador que está a una distancia de 1.80 m. de la fuente de luz, necesitamos saber cuales son los valores del campo eléctrico en la posición del observador.

Planteamiento:

Tenemos que:

La potencia de la fuente de luz es de 250 w. al salir

El observador está a 1.80m de la fuente de Luz

Y sabemos que:

Pd= Pr

4 π d2

Donde:

Pr= Potencia total radiada (250 watts)

d= Distancia del observador.

Ejecución del problema

Sustituyendo por los valores queda:

Pd= 250

4 (3.14169)(1.82)= 250

(12.5664)(3.24)= 25040.71

=6.14( wm2

)

Aquí tenemos la potencia, para determinar el campo magnético para el observador aplicamos:

p= E2

377

Despejando a E2

E=√P (377)

E=√(6.14)(377)=48.11v/m.

Evaluación:

Con los datos anteriores observamos que al observador a una distancia de 1.80m tendrá un campo eléctrico de 48.11 v/m.

3. ¿Qué determina la longitud y orientación deseables de la antena de “orejas de conejo” en un receptor de TV?

La longitud de onda se determina dependiendo de la banda para la que esté diseñada la antena y la orientación deseable depende del lugar en el que rebote la señal.