Diferencia entre revisiones de «Categoría:Radiacion»
Sin resumen de edición |
|||
| (No se muestran 20 ediciones intermedias del mismo usuario) | |||
| Línea 1: | Línea 1: | ||
== Potenciales electromagnéticos == | |||
En la formulación matemática de la radiación electromagnética, se trabajan con dos potenciales principales: el potencial vector ($A$) y el potencial electrostático ($\phi $). Estos potenciales son componentes esenciales en las ecuaciones de Maxwell y permiten describir campos eléctricos y magnéticos de manera más conveniente que trabajando directamente con estos campos. | |||
Los potenciales electromagnéticos están intrínsecamente relacionados con los campos eléctrico y magnético a través de las ecuaciones de Maxwell. La derivada espacial del potencial vector da lugar al campo magnético $(\vec{B})$, mientras que la derivada temporal del potencial escalar produce el campo eléctrico $(\vec{E})$. | |||
\[ | |||
\vec{E}=-\vec{\nabla} \phi -\frac{1}{c}\frac{\partial \vec{A}}{\partial t} | |||
\] | |||
\[ | |||
\vec{B}=-\vec{\nabla} \times \vec{A} | |||
\] | |||
== Norma de Coulomb y norma de Lorentz == | |||
Usando de norma, una función escalar arbitraria $\psi$ , se pueden remplazar los potenciales. | |||
Norma de Coulomb. | |||
\[ | |||
\vec{\nabla} \cdot \vec{A} =0 | |||
\] | |||
Norma de Lorentz. | |||
\[ | |||
\vec{\nabla} \cdot \vec{A} +\frac{1}{c}\frac{\partial \phi}{\partial t}=0 | |||
\] | |||
La Norma de Coulomb contribuye al entendimiento de la interacción entre cargas estáticas en antenas y estructuras cargadas, mientras que la Norma de Lorentz es esencial para analizar la radiación emitida por partículas cargadas en movimiento. | |||
== Potenciales retardados. == | |||
El potencial escalar y el potencial vectorial para campos estáticos se puede calcular con las ecuaciones: | |||
\begin{equation} | |||
\Phi(\mathbf{r})=\int\limits_v\frac{\rho(\mathbf{r'})}{|\mathbf{r}-\mathbf{r'}|}\,\mathrm{d}v' | |||
\label{1} | |||
\end{equation} | |||
\begin{equation} | |||
\mathbf{A}(\mathbf{r})=\frac{1}{c}\int\limits_v\frac{\mathbf{J}(\mathbf{r'})}{|\mathbf{r}-\mathbf{r'}|}\mathrm{d}v' | |||
\label{2} | |||
\end{equation} | |||
Ver mas en: [[Radiacion:_Potencial_de_Lienard_Wiechert#Potenciales_Retardados|Potenciales retardados.]] | |||
== Potencia radiada, radiación dipolar eléctrica, formula de Lamor, distribución angular de la radiación == | |||
La distribución angular de potencia radiada es | |||
<center><math> \frac{dP}{d\Omega}=\frac{I_{0}^{2}}{128\pi^{2}\epsilon_{0}c}...\left(20\right)</math></center> | |||
mientras que la potencia radiada total es: | |||
<center><math>P=\frac{I^{2}(kd)^{2}}{48\pi\epsilon_{0}c}...\left(21\right)</math></center> | |||
Vemos que para una corriente de excitación, la potencia radiada aumenta con el cuadrado de la frecuencia. | |||
Ver mas en: [[Radiacion:_antenas#Dipolo_corto|Potencia radiada, radiación dipolar eléctrica]] | |||
== Radiación dipolar magnética == | |||
Un dipolo eléctrico está conformado por un par de cargas eléctricas | |||
de igual magnitud pero de signos opuestos <math>Q </math> y <math> -Q</math> separadas | |||
por una distancia <math>2d</math> generalmente muy pequeña, como se muestra en la siguiente figura. Son sistemas físicos | |||
muy importantes pues desde las moléculas hasta las antenas de televisión | |||
pueden ser descritos como tales. | |||
[[imagen:dipolo.jpg]] | |||
Una cantidad con que se caracterizan los dipolos eléctricos es la denominada momento dipolar eléctrico expresado como el producto entre la carga eléctrica <math>Q</math> y la distancia de separación entre cargas <math>d</math>. Es una cantidad vectorial dirigida de la carga negativa a la positiva. | |||
Ver mas en: [[Radiacion: dipolo electrico|Radiacion dipolo ]] | |||
== Propagación de ondas en medios conductores. == | |||
[[Archivo:reflerefra.jpg|300x200px|thumb|rigth|<center>Dibujo de una onda incidente <math>\mathbf{E_{0}}</math>, reflejada <math>\mathbf{E_{1}}</math> y transmitida <math>\mathbf{E_{2}}</math> para la frontera entre un dieléctrico y un conductor </center>]] | |||
En este tema veremos la reflexión de una onda electromagnética cuando la frontera está limitada por un dieléctrico y un conductor. Tomaremos una onda electromagnética plana que incide sobre la frontera (que es una superficie plana). Veremos el caso de incidencia normal. | |||
En nuestro caso, siguiendo el dibujo, el eje en el cual se mueven nuestras ondas es el Z. Veamos la onda incidente, la reflejada y transmitida. | |||
Ver mas en: [[Radiacion: Reflexion en metales|reflexión en metales]] | |||
== Dispersión en dieléctricos == | |||
La interacción de ondas con la materia concierne la interacción de radiación electromagnética con electrones, átomos y moléculas. Para estudiar esta interacción reemplazaremos la materia por un conjunto de osciladores clásicos, electrones en particular, algunas veces sostenidas por fuerzas de resortes a los núcleos, y oscilando en respuesta a una fuerza electromagnética que actúa sobre ellos. | |||
Ver mas en: [[Radiacion: Dispersion en dielectricos|Dispersión en dieléctricos]] | |||
== Guías de Onda == | |||
Una '''guía de onda''' es un dispositivo que se usa para transportar energía electromagnética y/o información de un sitio a otro. Generalmente se usa el término línea de transmisión a la guía de ondas usada en el extremo de menor frecuencia del espectro. | |||
Ver mas en: [[Radiacion: Guias de onda|Guías de onda]] | |||
== Aplicaciones == | |||
=== Radiación en antenas. === | |||
En esencia, una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas, y una guía de onda es un tubo metálico conductor por medio del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor, o ambos. | |||
Ver mas en: [[Radiacion: antenas|Radiación en antenas]] | |||
----- | |||
[[categoría:Cursos]] | [[categoría:Cursos]] | ||
Revisión actual - 10:45 15 nov 2023
Potenciales electromagnéticos
En la formulación matemática de la radiación electromagnética, se trabajan con dos potenciales principales: el potencial vector ($A$) y el potencial electrostático ($\phi $). Estos potenciales son componentes esenciales en las ecuaciones de Maxwell y permiten describir campos eléctricos y magnéticos de manera más conveniente que trabajando directamente con estos campos.
Los potenciales electromagnéticos están intrínsecamente relacionados con los campos eléctrico y magnético a través de las ecuaciones de Maxwell. La derivada espacial del potencial vector da lugar al campo magnético $(\vec{B})$, mientras que la derivada temporal del potencial escalar produce el campo eléctrico $(\vec{E})$.
\[ \vec{E}=-\vec{\nabla} \phi -\frac{1}{c}\frac{\partial \vec{A}}{\partial t} \]
\[ \vec{B}=-\vec{\nabla} \times \vec{A} \]
Norma de Coulomb y norma de Lorentz
Usando de norma, una función escalar arbitraria $\psi$ , se pueden remplazar los potenciales.
Norma de Coulomb.
\[ \vec{\nabla} \cdot \vec{A} =0 \]
Norma de Lorentz.
\[ \vec{\nabla} \cdot \vec{A} +\frac{1}{c}\frac{\partial \phi}{\partial t}=0 \]
La Norma de Coulomb contribuye al entendimiento de la interacción entre cargas estáticas en antenas y estructuras cargadas, mientras que la Norma de Lorentz es esencial para analizar la radiación emitida por partículas cargadas en movimiento.
Potenciales retardados.
El potencial escalar y el potencial vectorial para campos estáticos se puede calcular con las ecuaciones:
\begin{equation}
\Phi(\mathbf{r})=\int\limits_v\frac{\rho(\mathbf{r'})}{|\mathbf{r}-\mathbf{r'}|}\,\mathrm{d}v'
\label{1}
\end{equation}
\begin{equation}
\mathbf{A}(\mathbf{r})=\frac{1}{c}\int\limits_v\frac{\mathbf{J}(\mathbf{r'})}{|\mathbf{r}-\mathbf{r'}|}\mathrm{d}v'
\label{2}
\end{equation}
Ver mas en: Potenciales retardados.
Potencia radiada, radiación dipolar eléctrica, formula de Lamor, distribución angular de la radiación
La distribución angular de potencia radiada es
mientras que la potencia radiada total es:
Vemos que para una corriente de excitación, la potencia radiada aumenta con el cuadrado de la frecuencia.
Ver mas en: Potencia radiada, radiación dipolar eléctrica
Radiación dipolar magnética
Un dipolo eléctrico está conformado por un par de cargas eléctricas de igual magnitud pero de signos opuestos y separadas por una distancia generalmente muy pequeña, como se muestra en la siguiente figura. Son sistemas físicos muy importantes pues desde las moléculas hasta las antenas de televisión pueden ser descritos como tales.
Una cantidad con que se caracterizan los dipolos eléctricos es la denominada momento dipolar eléctrico expresado como el producto entre la carga eléctrica y la distancia de separación entre cargas . Es una cantidad vectorial dirigida de la carga negativa a la positiva.
Ver mas en: Radiacion dipolo
Propagación de ondas en medios conductores.
En este tema veremos la reflexión de una onda electromagnética cuando la frontera está limitada por un dieléctrico y un conductor. Tomaremos una onda electromagnética plana que incide sobre la frontera (que es una superficie plana). Veremos el caso de incidencia normal.
En nuestro caso, siguiendo el dibujo, el eje en el cual se mueven nuestras ondas es el Z. Veamos la onda incidente, la reflejada y transmitida.
Ver mas en: reflexión en metales
Dispersión en dieléctricos
La interacción de ondas con la materia concierne la interacción de radiación electromagnética con electrones, átomos y moléculas. Para estudiar esta interacción reemplazaremos la materia por un conjunto de osciladores clásicos, electrones en particular, algunas veces sostenidas por fuerzas de resortes a los núcleos, y oscilando en respuesta a una fuerza electromagnética que actúa sobre ellos.
Ver mas en: Dispersión en dieléctricos
Guías de Onda
Una guía de onda es un dispositivo que se usa para transportar energía electromagnética y/o información de un sitio a otro. Generalmente se usa el término línea de transmisión a la guía de ondas usada en el extremo de menor frecuencia del espectro.
Ver mas en: Guías de onda
Aplicaciones
Radiación en antenas.
En esencia, una antena es un sistema conductor metálico capaz de radiar y recibir ondas electromagnéticas, y una guía de onda es un tubo metálico conductor por medio del cual se propaga energía electromagnética de alta frecuencia, por lo general entre una antena y un transmisor, un receptor, o ambos.
Ver mas en: Radiación en antenas
Páginas en la categoría «Radiacion»
Las siguientes 6 páginas pertenecen a esta categoría, de un total de 6.
