Radio y Televisión de Hidalgo (Visita)

En la visita a la radio y television de hidalgo, pudimos observar el proceso de creación de la transmision de la señal de Radio y Tv, entendiendo que en cada oficina/departamento tiene que pasar por ciertos protocolos para así obtener la señal más optima, tanto como en una señal en vivo y un programa previamente grabado.
Primeramente se crea la señal, que en este caso sería audio y video, de ahí pasamos al cuarto de contro de video y de audio, para así procesar las señales y tratar de que estén lo mas aptas posibles para asi salír al "master" que es ahí dónde se le da el formato necesario para de ahi salir a la antena transmisora hacia el satelite con aproximaxdamente una frecuencia de 6 GHz de subida por 3 GHz de bajada, para poder llegar de la manera mas optima y con la potencia suficiente para llegar hasta el satelite y de ahi, poder regresar el mismo satelite la señal hacia las antenas que propagan la señal terrestre. De manera similar con la radio...
Una visita muy interesante.

  

 

Espectro electromagnético

El Espectro Electromagnético

Es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas 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).

La espectroscopia puede descubrir una región mucho más amplia del espectro que el rango visible de 400 nm a 700 nm. Un espectroscopio de laboratorio común puede descubrir longitudes de onda desde 2 nm a 2500 nm. Con este tipo de aparatos puede obtenerse información detallada sobre las propiedades físicas de objetos, gases o incluso estrellas. La espectrometría se usa sobre todo en astrofísica. Por ejemplo, muchos átomos de hidrógeno emiten ondas de radio que tienen una longitud de onda de 21.12 cm.

Conceptos Básicos de las Telecomunicaciones

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 ).

• Cresta: Es la parte superior de una onda
• Valle: Es la parte inferior de una onda
• Amplitud: Es la maxima separacion de la onda de la posicion de equilibrio.
• Longitud de Onda: Es la distancia existentes entre dos crestas o entre 2 valles o entre dos puntos adyacentes de una onda que se encuentran en un mismo plano de vibracion.
   

Ondas electromagnéticas:El movimiento de cargas eléctricas en un metal conductor (como una antena de una emisora de radio o TV), origina ondas de campos eléctrico y magnético (denominadas ondas electromagnéticas EM) que se propagan a través del espacio vacío a la velocidad c de la luz (c = 300.000 km/s). Estas ondas radiadas llevan asociada una energía electromagnética que puede ser captada por una antena receptora (la antena de TV en una casa o por la pequeña antena incorporada en un teléfono móvil).
Sin embargo, los campos eléctrico y magnético pueden existir independientemente uno del otro, y se les denomina entonces campos estáticos; como los campos eléctricos que se originan entre las nubes y tierra durante una tormenta, antes de saltar el rayo. Cuando en una región del espacio existe una energía electromagnética, se dice que en esa región del espacio hay un campo electromagnético y este campo se describe en términos de la intensidad de campo eléctrico (E) y/o la inducción magnética o densidad de flujo magnético.

Campo electromagnético:Combinación de campos de fuerza eléctricos y magnéticos invisibles. Los campos eléctricos tienen su origen en diferencias de voltaje: entre más elevado sea el voltaje, más fuerte será el campo que resulta.

Flujo magnético: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 

Inducción magnética:La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida
Intensidad de campo magnético:Intensidad magnética es un fenómeno que normalmente se expresa en términos de magnetización y el campo magnético. Magnetización puede ser fuerte o débil, dependiendo de cómo la magnetización tuvo lugar o el material que adquiere propiedades magnéticas. Fuerza del campo magnético puede ser débil o fuerte dependiendo de la magnitud de la poseen material de magnetismo. Todos estos influyen directamente en el valor de la intensidad del imán. Un material que no es magnetizado tiene su dominio dispuesta al azar. Con una introducción de un campo magnético a través del cuerpo, el dominio tiende a alinear a una dirección específica y por lo tanto un material puede decirse que han adquirido algunas propiedades magnéticas. En un momento dado, un campo magnético pueden clasificarse por su magnitud y la dirección. Allí por ser una cantidad vectorial. Campo magnético que existe en un “espacio vacío” se denota por la letra B y sus unidades de medida es el tesla. La calidad de cualquier imán sólo puede deducirse mediante el análisis de sus líneas de campo. Intensidad magnética se refiere a la fuerza de una fuerza externa de un experimentado por un cuerpo colocado en un específico situado dentro del campo del imán y se denota por la letra H. La intensidad magnética también puede ser descrita como una fuerza que magnetiza. Es muy importante en la caracterización de la fuerza de un imán campo externo; no incluye contribuciones de campo magnético interno de materiales. La posición donde se lleva a la prueba de fuerza magnética depende de la posición en las líneas de campo, por ejemplo, un cuerpo colocado lejos del imán experimentará una fuerza de magnitud menor que uno más cerca al imán. La unidad de H es el amperio por metro. La fuerza del campo varía con imanes diferentes. 

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.

Las ondas de radio pueden transportar información variando la combinación de amplitud, frecuencia y fase de la onda dentro de una banda de frecuencia. El uso del espectro de radio está regulado por muchos gobiernos mediante la asignación de frecuencias. Cuando la radiación electromagnética impacta sobre un conductor, se empareja con él y viaja a lo largo del mismo, induciendo una corriente eléctrica en la superficie de ese conductor mediante la excitación de los electrones del material de conducción. Este efecto (el efecto piel) se usado en las antenas. La radiación electromagnética también puede hacer que ciertas moléculas absorban energía y se calienten, una característica que se utiliza en en los microondas.

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.

El horno microondas promedio, cuando está activo, está en un rango cercano y bastante poderoso como para causar interferencia con campos electromagnéticos mal protegidos, como los que se encuentran en dispositivos médicos móviles y aparatos electrónicos baratos.

Rayos T: La radiación de terahertzios (o Rayos T) es una región del espectro situada entre el infrarrojo lejano y las microondas. Hasta hace poco, este rango estaba muy poco estudiado, ya que apenas había fuentes para la energía microondas en el extremo alto de la banda (ondas submilimétrica o también llamadas ondas terahertzios). Sin embargo, están apareciendo aplicaciones para mostrar imágenes y comunicaciones. Los científicos también buscan aplicar la tecnología de rayos T en las fuerzas armadas, donde podrían usarse para dirigirlas a las tropas enemigas, ya que las ondas de alta frecuencia incapacitan los equipos electrónicos.

Radiación infrarroja: La parte infrarroja del espectro electromagnético cubre el rango desde aproximadamente los 300 GHz (1 mm) hasta los 400 THz (750 nm). Puede ser dividida en tres partes:

• Infrarrojo lejano, desde 300 GHz (1 mm) hasta 30 THz (10 μm). La parte inferior de este rango también puede llamarse microondas. Esta radiación es absorbida por los llamados modos rotatorios en las moléculas en fase gaseosa, mediante movimientos moleculares en los líquidos, y mediante fotones en los sólidos. El agua en la atmósfera de la Tierra absorbe tan fuertemente esta radiación que confiere a la atmósfera efectividad opaca. Sin embargo, hay ciertos rangos de longitudes de onda ("ventanas") dentro del rango opaca¡o que permiten la transmisión parcial, y pueden ser usados en astronomía. El rango de longitud de onda de aproximadamente 200 μm hasta unos pocos mm suele llamarse "radiación submilimétrica" en astronomía, reservando el infrarrojo lejano para longitudes de onda por debajo de los 200 μm.

• Infrarrojo medio, desde 30 a 120 THz (10 a 2.5 μm). Los objetos calientes (radiadores de cuerpo negro) pueden irradiar fuertemente en este rango. Se absorbe por vibraciones moleculares, es decir, cuando los diferentes átomos en una molécula vibran alrededor de sus posiciones de equilibrio. Este rango es llamado, a veces, región de huella digital, ya que el espectro de absorción del infrarrojo medio de cada compuesto es muy específico.

• Infrarrojo cercano, desde 120 a 400 THz (2500 a 750 nm). Los procesos físicos que son relevantes para este rango son similares a los de la luz visible.

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.
La radiación electromagnética con una longitud de onda entre aproximadamente 400 nm y 700 nm es detectado por el ojo humano y percibida como luz visible. A otras longitudes de onda, sobre todo al infrarrojo cercano (más largo de 700 nm) y al ultravioleta (más corto que 400 nm) también se les llama luz a veces, sobre todo cuando la visibilidad para los humanos no es relevante.

Si la radiación que tiene una frecuencia en la región visible del espectro electromagnético se refleja en un objeto, como por ejemplo un plato hondo de fruta, y luego impacta en nuestros ojos, obtenemos una percepción visual de la escena. El sistema visual de nuestro cerebro procesa la multitud de frecuencias reflejadas en diferentes sombras y matices, y a través de este fenéomeno psicofísico que todavía no se entiende completamente, es como percibiríamos los objetos.
En la mayor parte de las longitudes de onda, sin embargo, la información transportada por la radiación electromagnética no es directamente descubierta por los sentidos humanos. Las fuentes naturales producen radiación electromagnética a través del espectro, y nuestra tecnología también puede manipular un amplio rango de longitudes de onda. La fibra óptica transmite luz que, aunque no es adecuada para la visión directa, puede transportar datos que luego son traducidos en sonido o imagen. La codificación usada en tales datos es similar a lo que se usa con las ondas de radio.

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.
Los rayos X pasan por la mayor parte de sustancias, y esto los hace útiles en medicina e industria. También son emitidos por las estrellas, y especialmente por algunos tipos de nebulosas. Un aparato de radiografía funciona disparando un haz de electrones sobre un "objetivo". Si los electrones se disparan con suficiente energía, se producen rayos X.

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.
No hay ningún límite exactamente definido entre las bandas del espectro electromagnético. Algunos tipos de radiación tienen una mezcla de las propiedades de radiaciones que se encuentran en las dos regiones del espectro. Por ejemplo, la luz roja se parece a la radiación infrarroja en que puede resonar algunos enlaces químicos.

Pavel Schilling

Pavel Lvovich Shilling -Kanshtadt

 Pavel Schilling, un diplomático de la actual Tallinn, Estonia, desarrolló un telégrafo electroquímico en 1812. Le mostró su trabajo al zar Alejandro I, pero el líder ruso tenía una gran desconfianza de la tecnología, y Schilling pasó a otro trabajo.

Luego, en 1820, el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que una corriente eléctrica puede inducir un campo magnético. El informe de Oersted desató una furia de descubrimiento. En una década, Oersted, Johann Schweigger, André-Marie Ampère, Michael Faraday, William Esturión y otros científicos hicieron avances significativos en la comprensión del electromagnetismo.

En la década de 1830, Schilling probó suerte con un telégrafo de nuevo, pero esta vez  utilizó electroimanes para desviar agujas, que señalaban símbolos o letras para comunicar un mensaje. Presentó su invento a las reuniones científicas en Bonn y Frankfurt. En 1836, el nuevo zar, Nicolás I, pidió a Schilling construir una línea telegráfica entre edificios imperiales en San Petersburgo, Rusia.

Schilling murió en 1837 a la edad de 51 antes de comenzar a trabajar en las líneas de San Petersburgo. Sin embargo, un inglés llamado William Fothergill Cooke vio una copia del telégrafo de Schilling, y comenzó a trabajar en un modelo mejorado. En 1837, Cooke y Charles Wheatstone solicitaron una patente en Inglaterra por su telégrafo, que también funcionaba con agujas. Mientras tanto, en Nueva York, Morse estaba perfeccionando su telégrafo con la ayuda del maquinista Alfred Vail y los profesores Leonard Gale y Joseph Henry.

Efecto Jaula de Faraday

Samuel Morse

Samuel Finley Breese Morse

Samuel Finley Breese Morse (Boston, Massachusetts, Estados Unidos, 27 de abril de 1791 – Nueva York, 2 de abril de 1872), fue un inventor y pintor estadounidense que, junto con su asociado Alfred Vail, inventó e instaló un sistema de telegrafía en Estados Unidos, el primero de su clase. Se trataba del telégrafo Morse, que permitía transmitir mensajes mediante pulsos eléctricos cifrados en el código Morse, también inventado por él.

El 1 de enero de 1845, Morse y Vail inauguraron la primera línea telegráfica de Estados Unidos entre Washington y Baltimore, que utilizaba su sistema de telegrafía.

Samuel Morse nació en Charlestown, un vecindario del área urbana de Boston. Era el primer hijo del geógrafo y pastor Jedidiah Morse (1834 - 1923) y de Elizabeth Ann Finley Breese (1766–1828).2 Dio inicio a sus estudios en la Phillips Academy de Andover, de donde pasó al Yale College, formándose en filosofía religiosa, matemática y veterinaria equina. Y también estudió electricidad con Benjamin Silliman y Jeremiah Day. Se mantuvo financieramente con la pintura. En 1810, se graduó con honores Phi Beta Kappa.

En sus años de estudiante descubrió su vocación por la pintura y decidió dedicarse a ella, pero también le atraían los recientes descubrimientos y experimentos respecto a la electricidad. Por una temporada, trabajó en Boston para un editor y posteriormente viajó a Inglaterra para estudiar dibujo en Londres, y pasó a ser un reconocido pintor de escenas históricas, cuyo cuadro más célebre es el retrato de La Fayette (1825). De regreso a Nueva York, se había convertido uno de los retratistas más importantes del país, y formaba parte de los grupos intelectuales más distinguidos. En 1826 fue uno de los fundadores y primer presidente de la Academia Nacional de Dibujo.

A los 27 años conoció a Lucrecia Walker, una bella y culta joven de la que se enamoró. La pareja se casó y tuvieron cuatro hijos, pero siete años después al poco de nacer el cuarto, su mujer murió, dejando desconsolado al inventor. A pesar de ser un genio, no llegó a ganar mucho dinero como pintor y durante esos años malvivía con sus escasos ingresos. En ocasiones, llegaba a pasar días sin comer, en lo que esperaba el pago por algún cuadro o lección de pintura.

Samuel Finley Breese Morse se casaría posteriormente en segundas nupcias.

Su latente interés por los asuntos de la electricidad se concretó durante el regreso de un viaje por Europa, el cual emprendió luego de la muerte de Lucrecia. Cuando estudió en Yale había aprendido que si se interrumpía un circuito se veía un fulgor y se le ocurrió que esas interrupciones podían llegar a usarse como un medio de comunicación. Esta posibilidad le obsesionó.

Al llegar a tierra de aquel viaje en 1832 ya había diseñado un incipiente telégrafo y comenzaba a desarrollar la idea de un sistema telegráfico de alambres con un electromagneto incorporado. El 6 de enero de 1833, Morse realiza su primera demostración pública de su telégrafo.

A la edad de cuarenta y un años, se internó en la tarea de construir un telégrafo práctico y despertar el interés del público y del gobierno en el aparato para luego ponerlo en marcha. En 1835 apareció el primer modelo telegráfico que desarrolló Morse. Dos años más tarde abandonó la pintura para dedicarse completamente a sus experimentos, lo cual oscurecería sus méritos como pintor.

En 1838 había perfeccionado ya su código de señales, que a base de puntos y rayas llegó a conocerse y usarse mundialmente como "Código Morse". Intentó implantar líneas telegráficas primero en Estados Unidos y luego en Europa pero ambos intentos fracasaron. Por fin, Morse consiguió que el Congreso de su país aprobara un proyecto de ley para proporcionar 30.000 dólares designados a construir una línea telegráfica de 60 km. Varios meses después el proyecto fue aprobado, y la línea se extendería a lo largo de 37 millas entre Baltimore y Washington.5 Una demostración impresionante ocurrió el 1 de mayo de 1844, cuando las noticias de la nominación en el Partido Whig de Henry Clay para Presidente, fue telegrafiada desde su Convención en Baltimore al Capitolio en Washington.

El 24 de mayo de 1844, Morse transmitió el mensaje que se haría tan famoso: "Qué nos ha forjado Dios"  o también: "Lo que Dios ha creado"("What hath God wrought", una cita bíblica, Números 23:23) desde la cámara de la corte suprema en el sótano del Capitolio en Washington, D.C. a Baltimore, Maryland. A pesar de lo notable de su trabajo, Morse debió enfrentarse a la oposición de supersticiosos que culpaban a su invento de todos los males. Además, el invento estaba siendo desarrollado simultáneamente en otros países y por otros científicos, por lo que Morse se vio envuelto en largos litigios para obtener los derechos de su sistema. Estos derechos le fueron finalmente reconocidos en 1854 por la Corte Suprema de los Estados Unidos.

Con su invento, Morse ganó una gran fortuna con la que compró una extensa propiedad, y en sus últimos años se dedicó a hacer obras filantrópicas, aportando sumas considerables a escuelas como Vassar College y la Universidad de Yale además de otras asociaciones misioneras y de caridad.

Morse falleció de neumonía el 2 de abril de 1872, a los 80 años, en su casa del número 5 de la Calle 22 Oeste de Nueva York, y fue sepultado en el Cementerio de Green-Wood, en Brooklyn.