UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de física Laboratorio de física II A-L10 ONDAS DECIMETRICAS: Radiación y Polarización. Constante Dieléctrica del agua. Ondas Estacionarias. NOMBRES:
Yeison Fabian Bottia Santos Olga María ría López Muñoz Lina Marcela Sabogal Manrique
GRUPO: B1A
SUBGRUPO: 04
2060914 2060911 2060880
FECHA DE EXPERIENCIA: 21/02/08
OBJETIVOS •
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Analizar el comportamiento físico de una onda electromagnética, producida por un conductor rectilíneo y el comportamiento de una antena bipolar. Producir ondas decimetricas estacionarias en un arreglo Lecher, y comprender sus características dependiendo del modo de uso.
Reconocer la influencia característica del medio de propagación de las ondas electromagnéticas.
ANALISIS Y EVALUACION DE RESULTADOS PARTE I ¿En qué dirección respecto al eje del dipolo la intensidad radiada por el transmisor de UHF tiene su máximo y su mínimo?
La Intensidad Intensidad radiada radiada por el transmiso transmisorr de UHF(Ultra-a UHF(Ultra-alta lta frecuencia frecuencia)) tiene su máximo valor cuando la señal del dipolo emisor es perpendicular a la del dipolo receptor, y su mínimo, es decir (cero) cuando ésta es paralela. Esto fue posible observarlo al variar las posiciones del dipolo receptor respecto al emisor. Experimentalmente, el máximo valor cuando se encendía el bombillo y al mínimo cuando se apagaba, o no encendía.
¿Cómo está el campo eléctrico polarizado, respecto al eje del dipolo?
El campo eléctrico polarizado se encuentra en la misma dirección respecto al eje del dipolo, y esto es debido a la polarización de las ondas linealmente; La polarización lineal se produce cuando las dos componentes de la onda del campo eléctrico al ser sumadas van trazando una línea recta. recta.
¿Cómo podría mejorarse la recepción de las ondas decimétricas utilizando más varillas de antena?
La recepción de ondas decimetricas podría ser mejorada al incrementar el número de varillas, siendo su comportamiento dependiente de la ubicación; Al ser puestas al frente de la antena emisora se comportaran como directoras obstaculizando la transmisi transmisión ón de las ondas, ondas, y debilitand debilitando o la recepción de estas. estas. Y al ubicarse ubicarse detrás de la antena antena emisor emisora a se comport comportara aran n como como reflec reflector toras, as, atrapa atrapando ndo con mayor mayor cobertura las ondas, permitiendo una mejor recepción de las ondas. PARTE II Análisis Experimental
Al momento de detectarse el agua en el primer bombillo, empieza a disminuirse la intens intensida idad d de la luz hasta hasta apagar apagarse, se, y al llegar llegar al segundo segundo bombil bombillo, lo, este se enciende, a medida que el nivel suba. Las ondas decimetricas tienen una longitud de onda mucho más corta en el agua que que en el aire. aire. Todo esto esto es deduc deducid ido o de la ecua ecuaci ción ón C= λV, λV, al pres presen enta tarr las las moléculas del agua un momento bipolar permanente. La constante dieléctrica del agua es alta ( 78.5); si se compara con la del aire (1.00006). La frecuencia v(433.92 Mhz) permanece constante tanto en el agua como en al aire. La longitud de onda electromagnética en el agua se acorta considerablemente comparada a la propagación en el aire.
PARTE III: Haga un gráfico de las posiciones s de los nodos de voltaje y de corriente trazados contra el orden N según los valores medidos en las tablas 2 y 3.
●: ○: ■: □:
Antinodos de corriente cuando el extremo se pone en cortocircuito. Antinodos de corriente cuando el extremo está abierto. Nodos de voltaje cuando el extremo se pone en cortocircuito. Nodos de voltaje cuando el extremo está abierto
Como se puede observar en la grafica anexa de la posición de los nodos contra el orden orden “N”, “N”, los nodos de corrien corriente te cuando cuando el extrem extremo o se pone pone en cortoc cortocirc ircuit uito o coinciden coinciden aproximad aproximadament amente e con los nodos de corrient corriente e cuando el extremo extremo esta abierto; lo mismo sucede con los nodos de voltaje cuando el extremo se pone en cortocircui cortocircuito to y cuando esta esta abierto, y que en teoría teoría era precisament precisamente e lo que se esperaba. Interpole con una recta y determine la pendiente y determine de esta la longitud de onda de la onda decimétrica y la velocidad de fase. Compare este resultado con el valor de la velocidad de la luz c en el aire, normalmente aceptado (c=2.998*10 8 )
Después de interpolar los valores de las tablas 2 y 3 se determina la pendiente de la recta Y= 33,5X -28,583333 m=33.5 y el corte con el eje Y es b=-28.58333 El valor hallado de la pendiente se multiplica por dos para encontrar el valor de la longitud de la onda λ=m*2 λ=33.5*2=67cm=0.67 Y con este valor y con el de V:433.92 Mhz=433.92*10 6 hz encontramos el valor experimental de la velocidad de la luz en el aire, a través de : C= λV= 0.67*433.92*106 = 290726400=2.90726400*108 m/s ¿Porqué el valor de la velocidad de fase es un poco menor que la velocidad de luz en el vacío; es decir, la longitud de onda esta un poco contraída con respecto a la longitud de la onda del transmisor de UHF?
La velocidad de la luz en el vacío no presenta perturbaciones, esto hace que la onda no encuentre obstáculos en su movimiento, hecho que llevo a concluir que dicha velocidad es mayor que la velocidad fase que se percibe en cualquier otro medio, ya sea aire o agua. Teoría que confirma: los materiales dieléctricos atenúan el campo eléctrico entre las placas de un condensador, mientras aumenta la capacitancia. El factor por el que aum aumenta enta la capa capaccitanc tanciia se llam llama a const onstan ante te diel dieléc écttrica rica “ε”. “ε”. Las Las onda ondass
electromagnéticas se pueden propagar en materiales dieléctricos. Sin embargo, su velocidad de fase esta dada por por C= λv y en menor que la que presenta presenta en el vació, donde ε=1, de esto se puede decir que C(ε)= Co / √ ε donde Co es la velocidad de la luz luz en el vacio ¿Est ¿Están án desp despla laza zada das s las las pos posicio icione nes s de los los nodos odos para para la lí líne nea a cortocircuito con respecto a los nodos de extremo abierto de la línea? ¿Cuánto y porqué?
en
Cuando se tiene la línea de Lecher con el extremo en cortocircuito el voltaje de la onda es cero, haciendo que en su onda reflejada se genere un cambio de fase de 180 grados con respecto a la onda incidente; lo mismo sucede cuando se tiene el extremo abierto, pero aquí el voltaje permanece constante, de esta forma hace que la onda onda incide incidente nte de corrie corriente nte no present presente e cambio cambioss en su fase, fase, en cambio cambio la corriente del extremo abierto es cero haciendo que su onda incidente se refleje con un cambio de 180 grados.
CONCLUSIONES •
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Según el medio en el que se propaguen las ondas electromagnéticas su comportamiento estará definido por su velocidad de fase, ya que entre mas obstáculos encuentre la onda mas difícil será será su propagación. Al adic adicio iona narr una una vari varill lla a de ante antena na delan delante te de la ante antena na emis emisora ora,, esta esta adaptara el nombre de antena directora impidiendo la completa transmisión de la onda; y si se ubica detrás de la antena emisora, se llamara antena reflectora, obteniendo mayor cobertura de las ondas y logrando una mejor recepción de las mismas. Para que un generador pueda trasmitir cualquier clase de ondas, debe estar compuesto compuesto por una antena, ya que es la encargada de trasmitirlas, trasmitirlas, pues el generador solo las produce Una antena dipolo destinada a comportarse como una antena receptora, inte intens nsiific fica la rec recepc epción ión de onda ondass cuan cuando do se encu encuen enttra ubi ubicada cada paralelamente a la antena emisora; y cuando se ubica perpendicularmente a la antena emisora su intensidad es escasa e scasa o nula
