domingo, 12 de abril de 2015

Conceptos Básicos.

 Onda: Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto.
Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse.
El medio elástico se deforma y se recupera vibrando al paso de la onda.

La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta -este es el foco de las ondas- y en esa partícula se inicia la onda.
La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio que rodea al foco con una velocidad constante en todas las direcciones, siempre que el medio sea isótropo ( de iguales características físico- químicas en todas las direcciones ).

Flujo magnético  (Φ):Se define flujo magnético, como la cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan una determinada superficie S en el espacio.
Para su cálculo, se realiza el producto escalar de B y dS en una superficie elemental 
que forma parte de la superficie total S, y se extiende dicho producto a toda la superficie.
φ = ∫s  B dS 
En el interior de un solenoide que está atravesado por líneas de campo magnético uniforme, el flujo magnético que atraviesa cualquier sección recta, resulta:
φ = ⋅ B S
Siendo sus unidades 2 Weber(Wb) = T ⋅m en el S.I

Longitud de onda (λ): La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación (una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna propiedad física de la onda. En el caso de las ondas electromagnéticas esa propiedad física (que varía en el tiempo produciendo una perturbación) puede ser, por ejemplo, su efecto eléctrico (su campo eléctrico) el cual, según avanza la onda, aumenta hasta un máximo, disminuye hasta anularse, cambia de signo para hacerse negativo llegando a un mínimo (máximo negativo). Después, aumenta hasta anularse, cambia de signo y se hace de nuevo máximo (positivo). Esta variación del efecto eléctrico en el tiempo, si la representamos en un papel, obtenemos "crestas" y "valles" (obtenemos una curva sinusoidal) pero la onda electromagnética no "tiene" crestas y valles.




Inducción magnética (B) : Es la producción de una fuerza electromotriz a través de un conductor cuando se expone a un campo magnético variable. Se describe matemáticamente por la ley de inducción de Faraday, en nombre de Michael Faraday, que generalmente se le atribuye el descubrimiento de la inducción en 1831.
La densidad de flujo magnético( B), es el flujo magnético que causa una carga de difusión en movimiento por cada unidad de área normal a la dirección del flujo. 
La unidad de la densidad en el Sistema Internacional de Unidades es el tesla.
Está dado por:
\vec B=\frac{\mu_0}{4\pi}\frac{(q\vec v)\times \hat u_r}{r^2}
donde B es la densidad del flujo magnético generado por una carga que se mueve a una velocidad v a una distancia r de la carga, y ur es el vector unitario que une la carga con el punto donde se mide B (el punto r).
o bien también:
\vec B=\frac{\mu_0}{4\pi}\oint\frac{(I d\vec l)\times \hat u_r}{r^3}
donde B es la densidad del flujo magnético generado por un conductor por el cual pasa una corriente I, a una distancia r.
La fórmula de esta definición se llama ley de Biot-Savart, y es en magnetismo la equivalente a la ley de Coulomb de la electrostática, pues sirve para calcular las fuerzas que actúan en cargas en movimiento.

Amplitud (A): Es una perturbación física que se propaga en el espacio como una onda armónica. Puede modelizarse matemáticamente como una magnitud física \psi\,, cuyo valor varía con el tiempo y de un punto a otro del espacio, de la siguiente manera:
\frac{\part^2 \psi}{\part x^2} + \frac{\part^2 \psi}{\part y^2} + \frac{\part^2 \psi}{\part z^2} = \frac{1}{v_p^2}\frac{\part^2 \psi}{\part t^2}
Donde v_p\, es la velocidad de propagación de la perturbación. Para una onda plana que se propaga en dirección x la solución de la ecuación anterior es:
\psi(x,y,z,t) = f(x-v_pt) + g(x+v_pt)\,
Y en ese caso la amplitud se define como:
A_\psi = \max_{t\in\R} |f(x-v_pt) + g(x+v_pt)|
Usualmente la intensidad de una onda es una magnitud proporcional al promedio del cuadrado de la amplitud:
I_\psi \propto \langle A_\psi^2 \rangle
Para una onda periódica de período T:
I_\psi \propto \frac{1}{T} \int_0^T |\psi(\mathbf{x},t)|^2\ dt



Permeabilidad magnética: Es la capacidad de un material para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos Se puede comprobar experimentalmente que al introducir en el núcleo de una bobina una barra de hierro, se aprecia un notable aumento de las propiedades magnéticas de dicha bobina. Por esta razón, siempre que deseemos producir campos magnéticos intensos utilizaremos núcleos de hierro, como es el caso de los electroimanes. Una bobina con núcleo de aire produce un número determinado de líneas de fuerza. Al introducir un trozo de hierro, refuerza la acción del campo magnético original. En la práctica, es más usual utilizar el concepto de permeabilidad absoluta (µ). Ésta nos relaciona la intensidad de campo que produce la bobina (H) con el nivel de inducción magnética alcanzado al introducir una substancia ferromagnética en el núcleo. H=B /µ H (A/m).

Modulación: Engloba el conjunto de técnicas que se usan para transportar información sobre una onda portadora, típicamente una onda sinusoidal. Estas técnicas permiten un mejor aprovechamiento del canal de comunicación lo que posibilita transmitir más información en forma simultánea además de mejorar la resistencia contra posibles ruidos e interferencias. Según la American National Standard for Telecommunications, la modulación es el proceso, o el resultado del proceso, de variar una característica de una onda portadora de acuerdo con una señal que transporta información. El propósito de la modulación es sobreponer señales en las ondas portadoras.1
Básicamente, la modulación consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de laseñal moduladora, que es la información que queremos transmitir.


Intensidad de campo magnético (H): Nos indica lo intenso que es el campo magnético. La intensidad de campo en una bobina depende de la fuerza magneto motriz (N. I). 

Ahora bien, cuanto más larga sea la bobina, más se dispersan las líneas de campo, dando como resultado una intensidad de campo más débil; por lo que se puede decir que, para una fuerza magneto motriz constante, la intensidad de campo (H) es inversamente proporcional a la longitud media ( l ) de las líneas de campo, tal como se expresa en la siguiente ecuación: N (nº espiras) I (Intensidad de corriente) l (longitud) Bo= µoN.I / l H = Bo/µo= N.I / l
Histéresis magnética El estudio de la histéresis tiene una gran importancia en los materiales magnéticos, ya que este fenómeno produce pérdidas en los núcleos de los electroimanes cuando son sometidos a la acción de campos magnéticos alternos. Estas pérdidas se transforman en calor y reducen el rendimiento de los dispositivos con circuitos magnéticos, como transformadores, motores, generadores, etc. Por esta razón, cuando se eligen materiales ferromagnéticos para la construcción de aparatos que van a funcionar con corriente alterna, se procura que posean un campo coercitivo lo más pequeño posible., para la fabricación de imanes permanentes se eligen materiales que posean un campo coercitivo lo más grande posible. Las pérdidas por histéresis en materiales sometidos a campos producidos por corrientes alternas aumentan con la frecuencia (cuantos más ciclos de histéresis se den por segundo, más calor se producirá).


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