Docfoc.com-Evidencia de Aprendizaje. Uso de Las Leyes de Maxwell y Dispositivos Electrónicos

8/17/2019 Docfoc.com-Evidencia de Aprendizaje. Uso de Las Leyes de Maxwell y Dispositivos Electrónicos.

1/23

Física Unidad 2. Dispositivoseléctricos

Evidencia de aprendizaje.Uso de las leyes de Maxwell y dispositivos electrónicos.

Docente en línea: José icente !ejía "rd#$a

%lan &a'riel J#arez (a!ac)o

(#rso: Física * +,M-F/0*-*1*-32-45

(i#dad de México (DM6

Con los cohetes, satélites, naves espaciales, etc. Que estamos creando ahora, estamos polinizando el universo.

-Neil Young.


2/23


/7D/(E &E7E8%9.

ortada*

;ndice2

/ntrod#cción <

- Tecnologías asociadas a la infraestructura.

Modelo ,eórico4

- Tecnologías asociadas al segmento terreno.- Sistema de Antenas.

Desarrollo 1

Datos esenciales.

- Dispositivo para el envío de señales electromagnéticas- Las Ondas Digitales- Componentes internos de un satélite- Descripción del tipo de antena ue servir! para- reci"ir # transmitir señales electromagnéticas.

- Dispositivo para recopilar información so"re el tipo de- partículas ue llegan al satélite- Características de un sistema satelital.- Aduisición # an!lisis de los datos.- Dispositivo para almacenar energía eléctrica.- Satélite geoestacionario de $ %g.

(oncl#siones. 2

8e=erencias 'i'lio>r?@cas. 2*

Mapa !ental so're la i!ple!entación del proyecto En lo A#e se re@ere a las leyes de Maxwell. 22


3/23


Evidencia de aprendizaje. Uso de las leyes de Maxwell y dispositivoselectrónicos.

&La puesta en ór"ita de un satélite geoestacionario de un %ilogramo de peso'

Introducción:

,ecnolo>ías adj#ntas a la in=raestr#ct#ra.

Los sistemas satelitales de telecomunicaciones son en esencia( #n conj#nto dedispositivos A#e se s#!an para )acer posi'le #na co!#nicación a través de!icroondas entre #n conj#nto de estaciones terrenas e!pleando #n repetidor)ospedado en el espacio. Desde este punto de vista( no es arriesgado pensar ue unsistema de comunicaciones por satélite es conceptualmente euivalente a un mecanismo

de transmisión como lo sería una )"ra óptica( un ca"le coa*ial o un par de co"re(

considerando de"idamente las proporciones # características de cada uno. Aun cuando se

+a"le de procesamiento a "ordo de los satélites( este de"e entenderse como procesos

reali,ados so"re la portadora o la señal de "anda "ase orientados a garanti,ar laintegridad de la información durante el proceso de transporte # no a cam"iar el contenido

o signi)cado ue esta representa para el usuario( dado ue el o"etivo es +acer ue el

sistema satelital sea transparente para la información ue se cursa a través del mismo.

Siguiendo la din!mica de esta de)nición( todos los elementos ue componen un sistema

de telecomunicaciones por satélite se pueden asociar a uno de tres segmentos en los

cuales el sistema est! dividido.

- 0e>!ento terreno( el cual est! constituido por todas las estaciones terrenas deuna misma red +a"ilitadas para capturar señales electromagnéticas u ópticas

provenientes de un satélite especí)co # e*traer de ella la información en elformato compati"le con el euipo o red terrestre de cada usuario de igual forma(

estas estaciones pueden o no estar dotadas con euipos para adaptar la

información al formato compati"le con el enlace satelital # transmitirla sea a través

del espectro de radio u óptico +acia el repetidor en el espacio.- 0e>!ento espacial( referido al conunto de satélites a través de los cuales se

cursa el tr!)co generado por el segmento terreno # como resultado( +acen posi"le

la cone*ión de todos los puntos de la red en tierra. Los satélites son

fundamentalmente elementos ue capturan la señal electromagnética u óptica

proveniente del primer usuario # la retransmiten con el nivel su)ciente para

recuperar la información en el e*tremo del segundo usuario con la posi"ilidad de

reali,ar procesamiento a "ordo de la señal( dependiendo de las capacidades con

ue +a#a sido dotado el satélite.- 0e>!ento de control( est! constituido por todos los sistemas en tierra #

espacio ue +acen posi"le la permanencia # control de la infraestructura en ór"ita.

Son entonces( las estaciones de seguimiento( telemetría # telecomando dispuestas

en tierra # todo el euipo a "ordo cu#o o"etivo sea el monitoreo # control remoto

de las condiciones donde cada uno de los su"sistemas del satélite( la

determinación de su posición # orientación en el espacio.


4/23


Modelo teórico:

,ecnolo>ías asociadas al se>!ento terreno.

De acuerdo a la función( e*isten tres categorías de estaciones terrenas la primera

comprende estaciones de interfa, o pasarelas ue interconectan una red terrestre con el

segmento espacial( de a+í ue cursen alto tr!)co # reuieran enlaces de gran anc+o de

"anda # elevada disponi"ilidad. /ntre tanto( las estaciones de #s#ariosB clasi@canlos ter!inales peA#e$os co!o dispositivos !óviles o %ntenas de %pert#ra !#yeA#e$a +0%,B ery 0!all %pert#re ,er!inal5 donde la se$al electro!a>néticacapt#rada del satélite es directa!ente convertida en in=or!ación para el#s#ario @nal. 0or 1ltimo( las estaciones de servicio consisten en instalaciones ueact1an como concentradoras de la información proveniente de los usuarios #2o como

fuentes de información ue de"e ser enviada +acia estos( de manera ue a través de

ellas se cursa todo el tr!)co de la red. La estructura com1n de una estación terrena(

independiente de su función( se e*pone en un diagrama de "loues en la 3igura $ paraposterior discusión de cada uno.

0iste!a de %ntenas.

/n vista del inconveniente derivado de las o"strucciones ue se generan por la

infraestructura ue sostiene el alimentador adem!s del volumen # peso de los re4ectores

para"ólicos( se +a desarrollado dos tipos de antenas. /n el primer caso( se consideran los

Terminales de Apertura mu# 0eueña denominados 5SAT por la a"reviación en inglés( en

el segundo( est!n las antenas con re4ectores planos.

Las antenas 5SAT tam"ién conocidos como Terminales 0ersonales( son auellas antenascu#o di!metro est! comprendido entre 6.7m # 8.7m con un peso nominal entre 9(:;g #

:$;g respectivamente. La reducción en el di!metro de las estaciones terrenas radica en

la necesidad de ofertar servicios satelitales cada ve, m!s directamente al usuario )nal o

consumidor del servicio a un menor costo # con facilidades competitivas con las

tecnologías terrestres. Esta tendencia cond#jo a red#cir la otencia /sotrópica8adiada E=ectiva +/8E5 de las estaciones de #s#ario y con ello el ta!a$o de laantena.

La compensación de esta reducción se reali,a a través de la inclusión de una nueva

estación a la red( como se ver! en la sección siguiente.

9as antenas con reCectores planosB se lo>ran a partir de #n conj#nto dereCectores >ra'ados o i!presos so're #na s#per@cie planaB e=ecto A#e red#ceconsidera'le!ente la exi>encia del vol#!en # se adapta f!cilmente a una super)cie#a e*istente. 0or otra parte( la posición del alimentador la cual se de)ne previamente(

determina la posición e*acta de cada re4ector del arreglo en la super)cie plana( con lo

cual se evita totalmente el efecto de las o"strucciones.


5/23


para generar el patrón de radiación. 0or otra parte( las características del arreglo de

re4ectores cam"ian dr!sticamente de acuerdo a la frecuencia de"ido a ue las

dimensiones de cada uno est!n relacionadas mu# estrec+amente con este par!metro #

en consecuencia estos re4ectores de"er!n diseñarse especialmente para la frecuencia

e*acta de operación( sin em"argo la facti"ilidad de re4ectores planos # livianos( la

posi"ilidad de ue estos sean plegados( el "ao costo respecto de una antena para"ólica

euivalente # la facilidad de implementación( son las ra,ones ue impulsan al uso deeste tipo de antenas tanto en el segmento terreno como en el segmento espacial.

Las antenas para"ólicas e incluso los arreglos planos de re4ectores( son en sentido

estricto antenas con patrón de radiación )o( aun cuando los para"oloides gocen de dos o

m!s alimentadores despla,ados del foco( cada #no >enerando #n ló'#lo orientadoen dirección di=erente +EsA#e!a n *5 como en el caso de las antenas multi+a, uepermiten capturar o transmitir señales a satélites diferentes con la misma antena( estos

son )os # su despla,amiento implica necesariamente un movimiento mec!nico de toda

la infraestructura de la antena mediante el uso de motores .

De los arreglos re4ectivos para cam"iar el patrón de radiación se reuiere cam"iar lasdimensiones de cada uno de los re4ectores lo cual se puede lograr cargando cada

re4ector con un varactor ue involucre una capacitancia ue modi)ue la longitud

eléctrica euivalente de cada uno # con ello( producir un cam"io del ló"ulo de radiación

como resultado del voltae aplicado a cada varactor. Otra posi"ilidad puede ser la

incorporación de peueños motores ue roten cada uno de los re4ectores( pero se de"e

considerar ue esta solución incrementa el costo( el peso # la compleidad de la

construcción del arreglo de re4ectores.

- atrón de radiación

=n par!metro mu# importante de toda antena es el patrón de radiación( el cual indica las

variaciones de la ganancia con respecto a la dirección en la ue se est! radiando( por lo ue se

suele representar gr!)camente tanto en coordenadas polares >grados? como en coordenadas

cartesianas.

EsA#e!a n *: Eje!plo de la representación >r?@ca de #n patrón de


6/23


Divisores de 0e$al.

Cuando las estaciones terrenas de'en procesar !?s de #na se$al reci'ida delsatéliteB desp#és del %!pli@cador de 3ajo 8#ido +97%B 9ow 7oise %!pli@er5 se

de"e adicionar una etapa orientada a separar cada portadora para ue cada una tengauna conversión # tratamiento particular a 3recuencia @ntermedia >@3( @ntermediate

3reuenc#?. Este proceso se adelanta a través de dispositivos pasivos como

acopladores híbridos o arreglos de fltros pasa banda, no obstante estos

incorporan altas pérdidas por inserción( por lo cual es meor considerar opciones con

circuitos integrados de microondas o incluso delegar esta función a sistemas de

0rocesamiento Digital de Señal >DS0( Digital Signal 0rocessing?( una ve, se +a reali,ado la

de"ida adaptación a frecuencia intermedia # conversión analógica a digital.

Frec#encia de operación

Otra propiedad de las antenas es ue entre m!s alta sea la frecuencia de operación( la

capacidad para concentrar la energía ser! ma#or( esto de"ido a la disminución de la

longitud de onda( lo ue permite utili,ar antenas de menores dimensiones con ma#or

ganancia. /sta es una propiedad en general de las antenas de apertura( cu#a capacidad

de concentrar la potencia en un +a, invisi"le de radiación o iluminación mu# angosto es

función directa de sus dimensiones eléctricas # no sólo de las físicas.

Di!ensión eléctrica

0ara ciertos c!lculos se considera a la dimensión eléctrica( la cual se conoce como la

dimensión física de la antena dividida entre la longitud de onda de la frecuencia de

operación( esto signi)ca( o"tener el n1mero de veces ue ca"e una onda

electromagnética alineada a lo largo de la ma#or dimensión de la antena #a sea en su

apertura o en su "oca. /n el caso de las antenas para"ólicas( sería cuantas longitudes de

onda ca"en en el di!metro del plato para"ólico.

Desarrollo

Dispositivo para el envío de se$ales electro!a>néticas.

La radiación electromagnética es una com"inación de campos eléctricos # magnéticos(

ue se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. La forma

de transporta esta energía es mediante ondas >ondas electromagnéticas?.

=na onda electromagnética es la forma de propagación >transmisión? de la radiación

electromagnética a través del espacio. >3igura n $?

De una forma simple podemos decir ue podemos crear una onda eléctrica moviendo una

partícula eléctrica con una fuer,a +acia arri"a # +acia a"ao. Si la partícula es magnética

Figura n°. 1


7/23


crearemos una onda magnética( # se movemos las dos o"tenemos una onda

electromagnética. >3igura n B?

a tenemos creada las ondas.

Cuanto ma#or sea la fuer,a ue +agamos ma#or ser! la altura de la onda. Cuanto m!s

r!pido +agamos el movimiento m!s r!pidas ser!n las ondas.

0or eemplo( una onda electromagnética como esta

/erce fuer,as m!s dé"iles ue una onda como esta(

Cuando ueremos transmitir una onda esta se crea en el punto emisor # se transmite por

el aire +asta el punto receptor >repitiéndose la onda desde el punto inicial +asta el )nal.

Los aspectos importantes a tener en cuenta en una onda son

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas consecutivas de una onda. 3igura n E?

3recuencia es el n1mero de veces ue se repite la onda en cada segundo. Fapide, de la

onda. >3igura n E?

Se mide en +ert,ios >G,.? $ G, uiere decir ue se repite la onda $ ve, cada segundo.

Figura n°.

Figura n°. !

Figura n°. "


8/23


El conj#nto de =rec#encias =or!a el espectro electro!a>nético en el A#e setrans!iten las ondas.

0or eemplo ondas a 9;G, se utili,an para transmitir información en radionavegación

+asta los $$HIG, ue se utili,an para transmitir en radioastronomía. ,odos lossiste!as de trans!isión electro!a>néticas son i>#alesB lo nico A#e los

di=erencia es la =rec#encia a la A#e tra'ajan +trans!iten5.

Las ondas electromagnéticas ue el oído del ser +umano puede escuc+ar son de B6G, a

B6.666G, las ue utili,ar!n lógicamente las emisoras de radio o la intercomunicación en

los coc+es de fórmula $. /n este 1ltimo caso cada euipo emite en una frecuencia

diferente. La radio depende del tipo ue sea 3J o AJ # dentro de cada tipo cada emisora

tiene su propia frecuencia( por eso solo escuc+aras una emisora en una frecuencia

determinada >punto del dial?. 0ara cualuier otro tipo de transmisión no es necesario ue

las ondas estén entre este rango de frecuencias. 0or eemplo las redes Ki) tra"aan a

B(:IG, # las "luetoot+ entre B(:IG, # B(:7IG,.

Los satélites reci"en # emiten un tipo especial de ondas electromagnéticas llamadasmicroondas( siguen siendo ondas electromagnéticas pero est!n dentro de un rango de

frecuencias determinadas # tienen unas longitudes de ondas concretas. /n la siguiente

ta"la mostramos algunos del espectro electromagnético. >Ta"la it#d de onda +!5 Frec#encia +Gz5 Ener>ía + J

Jicroondas 86 cm M $ IG, M BN$6-B:

Onda Corta Fadio $76 m M $(P JG, M $($8N$6-BP

Onda Jedia Fadio HE6 m M HE6 %G, M :8($N$6-BP

Onda Larga Fadio $6 %m M 86 %G, M B66N$6-BP

9as ondas di>itales

Figura n°. #

$abla n°.

http://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Herciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_Cortahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_Mediahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Onda_Larga&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Herciohttp://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_microondashttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_Cortahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_Mediahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Onda_Larga&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Radiofrecuenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Metro


9/23


Las ondas analógicas son ondas ue pueden tomar diferentes valores en cada momento

>las vistas +asta a+ora?. Las ondas digitales "inarias son ondas ue solo pueden tomar

dos valores el 6 o el $ >"inarias?.

/stas ondas transmiten meor la información al tener solo dos valores ue transmitir.

digitali,ación?. /n este proceso se suelen eliminar los sonidos ue no puedeperci"ir el ser +umano # al llegar al receptor la señal tiene meor calidad. 3inalmente esta

onda digital se puede convertir en digital "inaria. >3igura ica a #na se$al di>italI

/sto lo reali,an los conversores ADC >Analog-to-Digital Converter - Conversor Analógico

Digital?. Lo ue estos aparatos +acen >simpli)cando para entender meor el proceso? es

- 0rimero se toman puntos de la señal analógica >de la onda?( cuantos m!s puntostomemos como muestra meor. >3igura


10/23


pasar los valores continuos de la onda analógica a valores numéricos concretos.>3igura como se envía la información en inform!tica( es decir con ceros # unos?( o "ienenviar la onda codi)cada( pero en una nueva onda digital "inaria creada a partir delos valores >ceros # unos? de la onda digitali,ada.

- 0or 1ltimo al llegar la señal al receptor se de"e de pasar la onda digital a analógicacon el mismo proceso pero a la inversa( para ser entendida por el aparato receptor>radio( televisión( etc.?.

- Si la onda es una onda sonora lo ue se suele +acer antes de digitali,ar la onda eseliminar de la onda electromagnética todos los sonidos ue no son perci"idos porel ser +umano >compresión de la onda?( de esta forma la onda ueda m!s sencilla# con menos puntos antes de digitali,arla.

(o!ponentes internos del satélite

Figura Figura %°

Figura %° 11


11/23


La fuente puede ser interna >"aterías( células de com"usti"le o generador radio

isotópico? # e*terna >paneles solares?. /n los sistemas eléctricos( los generadores

termoeléctricos radio isotópicos son la solución cuando( por leanía( oscuridad u otra

ra,ón como la ma#or potencia( no es posi"le utili,ar paneles solares. Sistemas de

protección am"iental. Aunue pueden no ser necesarios en determinados casos( o ser

suplidos por técnicas m!s ue por medios e*presamente incluidos( ca"e citar los

su"sistemas de control térmico # contra las radiaciones # micro meteoritos.

/n el caso de las partes mec!nicas( los satélites pueden llevar sistemas como los de las

!?A#inas terrestres y en s# caso disponen de l#'ricantes. 7at#ral!enteB los!aterialesB !otores eléctricosB )idr?#licosB roda!ientosB son de aleacionesespecí@cas o llevan la adec#ada protección contra el vacío( el frío # el calore*tremos( # en ocasiones contra la radiación.

=n motor eléctrico( sin aire ue lo refrigere( auí se calentar! m!s de lo de"ido. Los

lu"ricantes son especiales para evitar los efectos del vacío # tam"ién del frío # del calor.

Qao tales condiciones( el desecamiento # dispersión de los lu"ricantes es m!s f!cil( # es

por ello ue no sirven los +a"ituales utili,ados en la Tierra.

Los sistemas electrónicos utili,ados en los componentes destinados al espacio( en

especial muc+os de los inform!ticos # principalmente los circuitos fundamentales( los

c+ips( los microprocesadores( difícilmente son los m!s avan,ados del mercado.

Curiosamente cuando en cualquier ordenador personal al tiempo que lo habitual es unageneración, por ejemplo !" #$entium%, en el espacio se estaba usando aun elmicroprocesador &!".

/l pro"lema( la ra,ón de ue así sea( es ue la miniaturi,ación tam"ién lleva a aumentar

las posi"ilidades de ue la fuerte radiación incida m!s glo"almente en tales

miniaturi,aciones. 0or ello( antes de dar salida a un nuevo modelo( el componente(de"idamente "lindado en los casos importantes( +a de ser pro"ado primero largamente

en el espacio.

9a radiación es #na de las ca#sas de reinicio de los siste!as in=or!?ticos decontrol de los in>enios espacialesB provoca errores en los !is!osB en aparatosy siste!as( e incluso averías importantes. Se emplean material es especiales paratratar de ataar el pro"lema.

Tam"ién se +a estudiado el uso de aleaciones de silicio # germanio para utili,ar en esta

electrónica miniaturi,ada como medio para soportar la fuerte radiación en B6$6 una

aleación de silicio-germanio resistía adem!s temperaturas e*tremas de -$76RC # $B6RC.

0ero el principal sistema para superar el pro"lema es el #so del deno!inado8ed#ndancia Mod#lar ,ripleB A#e consiste en circ#itos triples sincronizadosc#yo C#jo de se$ales es co!paradoB de !odo A#e la corr#pción p#nt#al en #noBtras ser co!parados los datos con los otros dosB se s#ple por la concordanciade los de!?s. /n cualuier caso( como es natural( todo supone un ma#or peso # costede la electrónica espacial.


12/23


Descripción del tipo de antena A#e servir? para reci'ir ytrans!itir se$ales electro!a>néticas.

'e conectara una varilla met(lica a una )uente de corriente alterna. *os electrones quecirculan por la varilla llegar(n a su e+tremo se regresar(n por consiguiente, suvelocidad cambia hace que se aceleren, en consecuencia emiten ondaselectromagnéticas. /sta onda así emitida tendr! la misma frecuencia de los electronesue oscilan en la varilla.

El ele!ento A#e prod#ce las ondas se lla!a antena e!isora. En el caso anteriorla antena es la varilla.

Adem!s de varillas las antenas pueden tener otras con)guraciones. Las características

ue tengan las ondas emitidas depender!n de la forma geométrica # de la longitud de la

antena. Así( en el caso de una varilla( las ondas emitidas tienen la misma frecuencia ue

la corriente ue las induce. A esta =rec#encia = le corresponde #n lon>it#d de ondadada por +v =5B siendo v la velocidad de la l#z +ec#ación antes !encionada5.0or otro lado( la potencia de la onda emitida depende tanto de la longitud de onda l como

de la longitud L de la varilla. La potencia ue emite aduiere un valor m!*imo cuando la

longitud de la varilla es igual a la mitad de la longitud de onda. /n consecuencia(

conviene construir la antena con esta longitud. /ste +ec+o es una manifestación del

fenómeno de resonancia.

La antena no emite la misma potencia en todas las direcciones a lo largo de la antena

>3igura $B? no +a# emisión. /n una dirección perpendicular a la varilla se alcan,a la

potencia m!*ima de +ec+o( alrededor de la dirección perpendicular se forma un cono

dentro del cual la emisión es aprecia"le en direcciones fuera del cono pr!cticamente no

+a# radiación. A este tipo de antenas se les llama direccionales.

Fi>#ra *2. Una antena de varilla e!ite ondas electro!a>néticas direccional!enteK la

!?xi!a potencia se envía en dirección perpendic#lar a la varilla.


13/23


(#ando a #na varilla le lle>a #na onda electro!a>néticaB ésta ind#ce en lavarilla #na corriente eléctrica A#e tiene la !is!a =rec#encia A#e la de la ondaincidente. Cualuier dispositivo( como la varilla( ue transforma una ondaelectromagnética en una corriente eléctrica se llama antena receptora.

9as antenasB ya sean receptoras o e!isorasB =#ncionan con las !is!as

características. Así( las propiedades direccionales de la recepción en una antenareceptora son las mismas ue si funcionara como emisora. Adem!s( una antena

receptora a"sor"e la m!*ima potencia cuando su longitud es igual a la mitad de la

longitud de onda ue tiene la onda incidente.

/l tipo de antena ue se use( #a sea para emisión o recepción( depende de la aplicación

ue se uiera +acer. 0or eemplo( en el caso de una estación de radio o de televisión se

reuiere ue pueda llegar a receptores situados en todas las direcciones con respecto a

la antena adem!s( la señal emitida de"e llegar lo m!s leos posi"le. /n consecuencia(

una antena emisora de una estación de"e poder manear potencias altas # radiarlas en

todas direcciones. /n contraste( la antena receptora manea potencias mu# peueñas( #a

ue est! relativamente leos de la emisión. Adem!s( la antena receptora de"e ser mu#direccional( pues de"e captar la señal de la emisión ue viene de una dirección

determinada. 0or esto( las antenas emisoras tienen formas geométricas diferentes de las

antenas receptoras.

9os satélites de co!#nicación son capaces de tras!itir y reci'ir se$ales A#etransportan in=or!ación en =or!a analó>ica o di>ital de alta calidad. La ma#oríade los satélites de comunicación son estacionarios >giran en una ór"ita a la misma

velocidad de rotación uela tierra( es decir siempre est!n en el mismo punto con

respecto a la tierra? # a una altura de 8H.666;m. Al ser geoestacionarios las antenas de

la tierra siempre apuntan directamente +acia el satélite correspondiente. La emisión de

las señales se +acen desde una antena en la tierra, la recibe el satélite enva lasse/ales a otra antena situada en otro punto de la tierra #receptor 0nal% .Los satélitesllevan unos paneles solares para reci"ir energía solar ue la almacena en "aterías. /sta

energía luego la utili,a para mandar las señales( # en caso de ue el satélite se desvíe de

su ór"ita( para impulsar unos motores ue le devuelven a la ór"ita inicial. Atendiendo a la

super)cie re4ectora( pueden diferenciarse varios tipos de antenas para"ólicas( los m!s

e*tendidos son los siguientes

- 9a antena para'ólica de =oco centrado o pri!ario.

ue se caracteri,a por tener el re4ector para"ólico centrado respecto al foco. La antena

para"ólica de foco despla,ado u oset( ue se caracteri,a por tener el re4ector

para"ólico despla,ado respecto al foco. Son m!s e)cientes ue las para"ólicas de foco

centrado( porue el alimentador no +ace som"ra so"re la super)cie re4ectora.

- 9a antena para'ólica (asse>rain.

ue se caracteri,a por llevar un segundo re4ector cerca de su foco( el cual re4ea la onda

radiada desde el dispositivo radiante +acia el re4ector en las antenas transmisoras( o

re4ea la onda reci"ida desde el re4ector +acia el dispositivo detector en las antenas

receptoras.


14/23


- L%ntenas de cond#cción radio=ónicas de a!plit#d electro!a>néticaL

Conocida por sus siglas >CFAJ/L? una antena de ese tipo es capa, de irradiar una

magnitud de onda deE66%+, a través de un satélite guiado # su transmisor para"ólico

consta de tres re4ectores( esta antena apenas fue diseñada en el B66E por el cientí)co

electrónico danés Gamlent.

Las antenas de un satélite son( generalmente las siguientes

- %ntena Este #

/s una antena de forma elipsoidal >Iregoriana? de 8 * B(B m con un mecanismo de

despliegue( la cual est! montada en el lado este del satélite.

- %ntena "este #

/s una antena de forma elipsoidal >Iregoriana? de B(7 * B m con un mecanismo de

despliegue( la cual est! montada en el lado oeste del satélite. La forma del re4ector

principal es para"ólica.

- %ntenas (

/s una antena de reilla do"le e*céntrica de $(H m de di!metro( la cual est! montada en

la cu"ierta del satélite( orientada a la Tierra.

Dispositivo para recopilar in=or!ación so're el tipo departíc#las A#e lle>an al satélite

9a tele o'servación de la ,ierra per!ite o'tener in=or!ación de #n o'jetoB ?rea

o =enó!eno a través del an?lisis de los datos adA#iridos en =or!a re!otaB sinnecesidad de estar en contacto con el o'jeto de est#dio. Los sensores con los uevan euipados los satélites de o"servación pueden detectar variaciones de la radiación

emitida o re4eada por la super)cie terrestre. /n este proceso intervienen la lu, solar( la

atmósfera >dispersando o a"sor"iendo radiación?( la

super)cie terrestre( el sensor # su plataforma # el sistema

de procesamiento.

or tele o'servaciónN se entiende la o'servaciónde la s#per@cie terrestre desde el espacio( utili,andolas propiedades de las ondas electromagnéticas emitidas(

re4eadas o difractadas por los o"etos o"servados( para)nes de meoramiento de la ordenación de los recursos

naturales( de utili,ación de tierras # de protección del

medio am"iente.

Fadiación electromagnética # sus efectos La lu, visi"le es sólo una porción de la energía

capa, de captar un sensor. /*iste una variedad mu# grande de radiación distri"uida en el

espectro electromagnético. /ste espectro caracteri,a a la energía a través de una de sus

Fi>#ra 7 *enes.


15/23


propiedades m!s importantes la longitud de onda( ue es la distancia entre dos m!*imos

de onda >la radiación se propaga en forma ondulatoria a la velocidad de la lu,?. Cuando

se colecta una información a través de un sensor remoto( la !ayoría de las veces lase$al colectada corresponde a la radiación proveniente del solB ue interact1acon la atmósfera +asta alcan,ar la super)cie # retorna al sensor interactuando

nuevamente con la atmósfera. >3igura iones del espectro electro!a>néticoen las c#ales la at!ós=era es opacaB o seaB no per!ite el paso de la radiaciónelectro!a>nética. Estas re>iones de@nen las L'andas de a'sorción de laat!ós=eraL.

Las regiones del espectro electromagnético en

las ue la atmósfera es transparente a la

radiación electromagnética( proveniente delsol( son conocidas como Uventanas

atmosféricasU. >3igura #aB ozono

y !onóxido de car'ono.

/n muc+os casos( la a"sorción puede ser despreciada por ser mu# peueña. /n cam"io(

de"e tenerse mu# en cuenta la dispersión( ue se genera cuando el +a, de radiaciones

sufre los efectos por cam"ios de dirección al c)ocar con las !oléc#lasat!os=éricas. Cuando el tamaño de estas 1ltimas es menor ue la longitud de onda del+a,( el efecto producido se llama dispersión Fa#leig+ >el color celeste del cielo di#rnoes s# consec#encia !?s evidente5 cuando el tamaño molecular es ma#or sedenomina dispersión J@/ >los atardeceres roos son un eemplo? >3igura . *4 Espectro electro!a>nético. Detalle del


16/23


9os sensores

0on los dispositivos A#e reci'en la ener>íaB la convierten en valores

!ens#ra'les y presentan en =or!a adec#ada para o'tener in=or!ación delsector o'servado. /n función de la fuente de energía ue reci"en( pueden clasi)carseen pasivosV ue se limitan a reci"ir la radiación emitida o re4eada por fuentes naturales(

# los activos( ue poseen su propia fuente de energía # generan la radiación ue luego

captan( como por eemplo los radares.

Adem!s( un sensor puede o no producir una imagen del o"eto ue estudia los altímetros

o magnetómetros instalados en los satélites no produce im!genes. Los satélites

generadores de im!genes pueden clasi)carse en dos tipos principales fotogr!)cos #

electrónicos.

(aracterísticas de #n siste!a satelital

0ara o"tener una imagen satelital( de"emos colocar al sensor en una plataforma or"ital.

/stos sistemas satelitales se caracteri,an por cuatro tipos de resolución espacial(

espectral( radiométrica # temporal.

- La resolución espacial es la medida del o"eto m!s peueño ue puede distinguir

el sensor.- La resolución espectral es el rango de longitudes de onda ue puede registrar el

sensor.- La resolución radiométrica es la capacidad del sensor para diferenciar los distintos

niveles de energía reci"idos.- resolución temporal indica la frecuencia con la ue el satélite o"tiene im!genes de

un sector en particular.

%dA#isición y an?lisis de los datos.

Los sistemas satelitales dotados de sensores ue generan im!genes poseen por lo

general dispositivos de car>a acoplada +((D5 los c#ales >eneran se$aleseléctricas A#e responden a las variaciones de ener>ía reci'ida. >3@I.$P? /stainformación electrónica se representa mediante una imagen( en la cual la intensidad de

Fi>. 7 *1 0iste!as de captaciónactivos y pasivos.

Fi>. 7 *O Dispersión M/E


17/23


cada pi*el corresponde al "rillo promedio o radiancia reci"ida por el sensor. El ran>oespectral en el c#al reci'e el sensor se a>r#pa en 'andas( en las ue se destacala 3%7D% * +visi'le5( 3%7D% 2 +cercano in=rarrojo5 # 3%7D% < +in=rarrojotér!ico5. Las "andas varían su rango de acuerdo al sistema satelital mientras ue la"anda $ corresponde al rango 6(E7-6(H7micrones

para el LA


18/23


+a uente secundaria est! conformada por las "aterías electrouímicas. /sta fuente

tiene una función mu# importante para los satélites( en especial auellos destinados a las

comunicaciones. Las "aterías comien,an a funcionar cuando la fuente primaria( las

celdas solares( dea de funcionar( esto es( c#ando no tiene línea de vista con el 0olBlo A#e i!pide A#e los rayos solares sean captados por lasceldas. Un eje!plo de esto son los eclipsesB los c#ales

tienen #na lar>a d#ración siendo )asta de R días por a$o.0ara el caso de los satélites geoestacionarios( ue generalmente

son utili,ados para comunicaciones( el no tener energía

representaría no poder reali,ar sus funciones( lo cual impediría la

comunicación por largos periodos de tiempo( # esto o"viamente

representaría un grave pro"lema si no se contara con las "aterías.

/stos dispositivos de almacenamiento de energía est!n conectados

a un cargador ue reci"e energía cuando las celdas solares est!n

tra"aando( esta energía es suministrada a las "aterías las cuales

se cargan mientras las celdas solares estén funcionando.

/n el momento en ue las celdas solares dean de funcionar( el satélite tiene la función

de conmutar la fuente de energía( pasando de la primaria a la secundaria.

or lti!oB tene!os al acondicionador de potencia ( el cual est! integrado pordispositivos como reguladores( convertidores # circuitos de protección( ue permitenregular # distri"uir

(apacitor de placas paralelas

(ada #na de las placas tendr? potenciales de car>a di=erentesB por lo tanto elcapacitor A#edar? caracterizado por la di=erencia de potencial de s#s placas

+5. 9a di=erencia de potencial es el tra'ajo por #nidad de car>a A#e senecesita para llevar #na peA#e$a car>a desde #na placa )asta la otra. Deac#erdo a s# de@niciónB es proporcional a la car>a.En partic#lar la di=erencia de potencial entre los dos cond#ctores de #ncapacitor es proporcional a las car>as S A#e tienenB donde S es la car>a totalde cada placa. 0e propone entonces:

- /. 0

Donde la constante de proporcionalidad ( reci'e el no!'re de capacitancia yse !ide en co#lo!'volt. Esta #nidad reci'e el no!'re de =aradio +F5.

La capacitancia de un capacitor depende de las formas # las posiciones relativas de losconductores( # adem!s del medio en el cual se encuentren inmersos los mismos.

0uede considerarse ue en un capacitor +a# energía eléctrica almacenada en el campo

eléctrico generado entre sus placas. Como los capacitores pueden concentrar campos

eléctricos intensos en peueños vol1menes( pueden servir como dispositivos 1tiles para

el almacenamiento de energía.

Las placas del condensador cuando se conectan a una fuente de energía eléctrica

Fi>. 2 aA#ete de cél#las de


19/23


comien,an a cargarse con cargas iguales # opuestas( +asta ue la diferencia de potencial

entre las placas alcan,a la diferencia de tensión de la fuente( este proceso se conoce

como carga del condensador.

Si una ve, terminado este proceso se retira la fuente # se cierra un circuito conectando

con un ca"le conductor am"os e*tremos del capacitor cargado( se da inicio al proceso de

descarga.

9as car>as ac#!#ladas en el capacitor se redistri'#ir?n por el ca'le>ener?ndose #na corriente eléctrica A#e dis!in#ir? con el tie!po )asta lle>ara #n eA#ili'rio.

0atélite >eoestacionario

Se dice ue un satélite es geoestacionario( o "ien ue recorre una ór"ita

geoestacionaria cuando permanece inmóvil so"re un determinado punto de

nuestro planeta.La ór"ita del satélite se encuentra so"re el plano del ecuador terrestre( # el periodo

or"ital sea sincrónico con el de la Tierra.

ara calc#lar la alt#ra de la ór'ita >eoestacionariaB se #tiliza la se>#nda

ley de newton y la ley de la >ravitación #niversal.

FT& !sM,+r8,5 2

%nT2 +r8,59a =#erza A#e ejerce la ,ierra so're el satélite es la =#erza >ravitatoriaM,TOBRP !asa de la ,ierraMsT* V> !asa del satélite8Travitación #niversal

Fi>#ra 7 2* satélites &eoestacionarios.


20/23


TPB2R *-O rad s-*

(o!o la velocidad an>#lar es constanteB la nica aceleración A#e tiene elsatélite es aceleración nor!alB paralela a la =#erza >ravitatoria

%plicando la se>#nda ley de newtonFT!s an&T!sM,+rW8,52 T !s2+rW8,5Despejando r

8T

3

√ ❑GMT

ω2− RT

(oncl#siones:

Los satélites de comunicación caracteri,an la época en ue vivimos. Iracias a ellos

atravesamos por una era de e*plosión de información impensa"le unos cuantos años

atr!s. Desde mediados de los años sesenta( con la introducción de los satélites

geoestacionarios( podemos apreciar por televisión eventos ue ocurren al otro lado del

mundo casi simult!neamente. /n unos dos o tres años la red de telefonía celular dirigida

por satélite permitir! a cualuier usuario reali,ar llamadas desde # +acia cualuier parte

del mundo con tarifas al alcance de todos.

Así mismo( los satélites geoestacionarios permiten la r!pida transmisión de datos ue

inclu#e la red @nternet la cual permite( para uien esté conectado( en cualuier parte del

mundo( tener acceso a una cantidad astronómica de información so"re cualuier tópico

imagina"le( enviar mensaes o sostener comunicaciones pr!cticamente simult!neas con

personas situadas a1n en otros continentes. Los descu"rimientos cientí)cos reali,ados

por satélites los +a convertido en una +erramienta poderosa para seguir penetrando #desenterrar los secretos del universo # de nuestro planeta.

Tam"ien podemos decir ue la Tierra es o"servada por una constelación de satélites. Son

nuestros oos en el espacio.

Construidos # puestos en ór"ita por Agencias espaciales # organismos internacionales(

cada uno de estos satélites aporta información mu# valiosa para a#udarnos a conocer

meor nuestro planeta # estudiar los efectos de la acción +umana so"re el medio

am"iente. Con estos datos podremos meorar las condiciones de vida so"re la Tierra.

Los satélites de comunicaciones captando ondas electromagnéticas en diversas

longitudes de onda. Desafortunadamente el pro"lema de acumulación de "asura espacial

seguir! creciendo pues +o# por +o# no e*iste una manera pr!ctica de recogerla o

destruirla # todo +ace pensar ue el ritmo de lan,amiento de satélites aumentar!.

0or a+ora e*isten soluciones parciales para el caso de los satélites geoestacionarios en

donde al )nal de su vida operativa son trasladados a una ór"ita superior o inferior donde

no se corre el riesgo de ue puedan c+ocar con otros satélites operativos. Los países

avan,ados de"en ser conscientes de ue #a es +ora ue la ecología se traslade de los

paraes terrestres al espacio sideral.

http://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/discurso/discurso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos37/historia-television/historia-television.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/gaita/gaita.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/eltelefono/eltelefono.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Internet/http://www.monografias.com/trabajos/lacomunica/lacomunica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/creun/creun.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondashttp://www.monografias.com/trabajos11/recibas/recibas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/Ecologia/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/sisinf/sisinf.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/discurso/discurso.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos37/historia-television/historia-television.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/gaita/gaita.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/eltelefono/eltelefono.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/basda/basda.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Internet/http://www.monografias.com/trabajos/lacomunica/lacomunica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/creun/creun.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml#ondashttp://www.monografias.com/trabajos11/recibas/recibas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtmlhttp://www.monografias.com/Ecologia/index.shtml


21/23


eerencias bibliogr2fcas:

=B6$B?. Capitulo N1 2 estructura de los satélites. #p(g.3 a 42% 0tolomeo.com+ttp22KKK.ptolomeo.unam.m*76762*mlui2"itstream2+andle2$8B.B:7.EB.$662$HB2AE.pdfY

seuenceZEFodrígue,( Famón. >B669?. 5aniobras orbitales. $uesta en $uesta en órbita. 67.

http899:::.gr.ssr.upm.es9docencia9grado9csat9material9C';-2-5aniobras*anzamientos.pd) Comunicaciones por satélites.

http899oc:.upm.es9teoria-de-la-senal--comunicaciones-39radiocomunicacion9contenidos9presentaciones9satelites-=?.pd)

6onz(lez #2=32%. *os satélites arti0ciales la teleobservación. 6rupo ;stronómico @megaCentauro

+ttp22KKK.astroeduc.com.ar2LOSWB6SAT/L@T/SWB6AFT@3@C@AL/SWB6WB6LAWB6T/L/OQS/F5AC@O


22/23


Mapa !ental.

as eléctricas

,ierra y peso

% !ayor !asa y !ayor aaceleración de >ravedad!ayor =#erza

#n ca!po>nético A#e rota a #naocidad #ni=or!eeal!ente5 y esnerado a partir de

Ma>neto

https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna#Corriente_trif.C3.A1sicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna#Corriente_trif.C3.A1sicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna#Corriente_trif.C3.A1sicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna#Corriente_trif.C3.A1sica


23/23


(a!pos

Dirección y aceleració

Documents

Docfoc.com-Evidencia de Aprendizaje. Uso de Las Leyes de Maxwell y Dispositivos Electrónicos