CARTULA DE TRABAJO

::. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICO .::

XXII CONCURSO UNIVERSITARIO FERIA DE LAS CIENCIAS, LA TECNOLOGA Y LA INNOVACIN

TRANSMISIN DE SONIDO ESTREO LSER Ttulo del trabajo

ALTOPARLANTES Pseudnimo de integrantes

FSICA rea

LOCAL Categora

DESARROLLO TECNOLGICO Modalidad

3666164 Folio de Inscripcin

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INDICE TEMTICO

1.-Resumen.

2.-Introduccin

2.1.-Marco terico

2.2.-Objetivos

2.2.1.- Generales

2.2.2.- Especficos

2.3.-Planteamiento del problema.

2.3.1.- Por qu hacer este proyecto?

3.-Metodologa.

3.1.-Construccin

3.2-Utilizacin de las TICs

4.- Anlisis de resultados.

5.-Conclusiones.

6.- Bibliografa.

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RESUMEN

INTRODUCCIN

El proyecto que fue de nuestro inters llevar a cabo, consiste en la construccin

prototipo que realice la transmisin de informacin por medio de un haz lser, el

cual se compone de un lser modulado y un campo magntico modulado, en este

caso la transmisin ser de sonido.

La tesis planteada se basa en las propiedades de la corriente elctrica variable,

as como en las de una celda solar, la cual es un pequeo dispositivo que es

capaz de producir una variacin elctrica en respuesta a un cambio en la

intensidad de la luz, en cuestin de la corriente elctrica variable que es producida

por una bobina y a la vez genera un campo magntico variable, cuyo fenmeno

pertenece al descubrimiento de Hans Christian Oersted.

El presente proyecto surge por medio de la curiosidad de visualizar el

funcionamiento de un sistema de telecomunicaciones y para ello se fueron

ajustando algunas prcticas realizadas durante el curso de fsica hasta integrar

todo, recopilando el material necesario para la elaboracin del prototipo y gracias

a la asesora del profesor se plante la posibilidad de realizar un transmisor de

informacin.

El prototipo consiste en un apuntador lser, un reproductor de msica, dos

bobinas con 50 vueltas de alambre magneto en un tubo pvc, una celda solar y un

amplificador de audio, todos estos componentes conectados entre s para que por

medio del lser se lleve a cabo la transmisin de informacin del reproductor de

msica.

El proyecto tiene como objetivos

* Disear un lser modulado, por medio de bobinas por las cuales circular una

corriente elctrica variable que generar a su vez un campo magntico variable.

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* Posteriormente la celda solar que funciona como antena de recepcin recibir el

haz de luz que trasporta la informacin del reproductor de msica.

* De esta manera al poner en funcionamiento el reproductor de msica, el lser

que pega en la celda solar, por medio del haz de luz la msica se escuchar en el

amplificador.

MARCO TERICO:

Qu es un lser?

Un lser es un dispositivo capaz de emitir un haz de luz muy potente. El trmino

lser proviene de la sigla en ingls LASER (Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation), en espaol significa Amplificacin de Luz por Emisin

Estimulada de Radiacin. La luz que se emite desde este dispositivo se irradia de

forma distinta a la que normalmente se irradia desde los tomos, que lo hacen de

forma aleatoria y sin coherencia. Es decir, los tomos irradian un gran revoltijo de

fotones que se dispersan en todos los sentidos, sin uno determinado, mientras que

el lser, por decirlo de algn modo, los concentra y los direcciona.

Estas caractersticas hacen que el lser nos resulte muy til para nuestras

tecnologas y desde que se utiliz por primera vez, en 1960, hasta nuestros das,

el lser es uno de los grandes desarrollos tecnolgicos de los ltimos aos.

Un dispositivo lser utiliza un efecto de la mecnica cuntica para poder generar

ese haz de luz con tamao, forma y direccin controlada; es una fuente lumnica

que viaja en forma paralela y su energa prcticamente no disminuye con la

distancia.

El fenmeno de emisin estimulada por radiacin fue enunciado por Einstein en

1916 y constituye la base de la tecnologa empleada en la fabricacin de los

dispositivos lser. El mecanismo utiliza la excitacin de una onda estacionaria

entre dos espejos, uno opaco y otro translcido. Como resultado se origina una

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onda luminosa que rebota en los espejos, al mismo tiempo que escapa por el

espejo translcido.

El lser est formado por un ncleo que suele ser de forma alargada, puede ser

una estructura cristalina o un tubo de vidrio que contiene gas, junto al ncleo est

el excitador, el encargado de provocar la excitacin lumnica de los electrones que

se encuentran dentro del ncleo y el tercer componente de un lser son los

espejos paralelos, que son colocados en ambos extremos del ncleo. Uno de ellos

es semi-reflectante lo que permite el paso parcial de la luz, por donde sale el haz

de luz de un lser.

Qu es la corriente elctrica variable?

Se dice que existe una corriente elctrica cuando hay un flujo neto de carga elctrica

en una direccin especfica del espacio. Para definir una expresin que permita

calcularla, es necesario considerar una direccin del espacio y tener informacin de la

carga neta que atraviesa a una superficie perpendicular a esa direccin.

En el caso de la electricidad, la corriente es la carga neta que atraviesa una superficie

transversal en cada unidad de tiempo. Operacionalmente se define:

I= Q/t

Siendo Q la magnitud de la carga, t el tiempo e I la magnitud de la corriente.

Qu es la modulacin?

Se denomina modulacin al proceso de colocar la informacin contenida en una

seal, generalmente de baja frecuencia, sobre una seal de alta frecuencia.

Debido a este proceso la seal de alta frecuencia denominada portadora, sufrir la

modificacin de alguna de sus parmetros, siendo dicha modificacin proporcional

a la amplitud de la seal de baja frecuencia denominada moduladora.

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A la seal resultante de este proceso se la denomina seal modulada y la misma

es la seal que se transmite.

Es necesario modular las seales por diferentes razones:

1) Si todos los usuarios transmiten a la frecuencia de la seal original o

moduladora, no ser posible reconocer la informacin inteligente contenida en

dicha seal, debido a la interferencia entre las seales transmitidas por diferentes

usuarios.

2) A altas frecuencias se tiene mayor eficiencia en la transmisin, de acuerdo al

medio que se emplee.

3) Se aprovecha mejor el espectro electromagntico, ya que permite la

multiplexacin por frecuencias.

4) En caso de transmisin inalmbrica, las antenas tienen medidas ms

razonables.

La modulacin permite aprovechar mejor el canal de comunicacin ya que

posibilita transmitir ms informacin en forma simultnea por un mismo canal y/o

proteger la informacin de posibles interferencias y ruidos.

Qu es un campo magntico?

El campo magntico es producido por corriente elctrica, que puede ser corriente

macroscpica en cables, o corriente microscpica asociadas con los electrones en

rbitas atmicas. Se generan por un imn o por el flujo constante de electricidad,

por ejemplo en los electrodomsticos que utilizan corriente continua (CC), y son

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distintos de los campos que cambian con el tiempo, como los campos

electromagnticos generados por los electrodomsticos que utilizan corriente

alterna (AC) o por los telfonos mviles.

Qu es una celda solar?

Una celda solar o celda fotovoltaica es un instrumento que genera electricidad

directamente de la luz visible, debido al efecto fotovoltaico.

Para poder generar energa til, se deben interconectar un cierto nmero de

celdas para formar un panel solar, tambin conocido como un mdulo fotovoltaico.

Generalmente, la cantidad de poder que se genera con un panel solar es de 12

voltios, los cuales se pueden utilizar de manera independiente o como conjunto en

una red.

El nmero de celdas solares o el tamao del panel solar lo determina la cantidad

de luz disponible, y la energa requerida.

La cantidad de energa generada por una celda solar es determinada por la

cantidad de luz que cae directamente sobre ella, lo cual a su vez est determinado

por el clima y la hora del da. En la mayora de los casos resulta necesario

almacenar la energa generada, para as hacer mejor uso de las celdas solares.

Es posible conectar una red o arreglo de paneles de energa solar, conformados

por celdas solares o celdas fotovoltaicas, a la red elctrica para asistir a los

paneles solares cuando la energa requerida es mayor a la energa

generada. Estos costos pueden recuperarse al vender los excedentes de energa

producidos a la compaa elctrica.

Las celdas solares generalmente esta hechas a base de silicn, el mismo material

que se utiliza para transistores y circuitos integrados. El silicn es tratado para

que cuando le llegue la luz, se liberen los electrones, generando una corriente

elctrica.

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Celdas solares amorfas

La tecnologa amorfa es comnmente utilizada en los paneles solares pequeos,

como en las calculadoras y lmparas de jardn, aunque cada vez son ms usadas

para paneles de mayor tamao.

Estn conformadas de una pelcula de Silicn depositada sobre otra lmina de

materiales como el acero. El panel se forma de una sola pieza y las celdas

individuales no son tan visibles como en otro tipo de paneles.

La eficiencia de los paneles solares de celdas amorfas no es tan alta como la de

aquellos paneles conformados por celdas solares individuales.

Celdas solares cristalinas

Las celdas solares cristalinas se interconectan unas con otras para formar paneles

solares. Cada celda solar produce un voltaje individual de 0.5 a 0.6 volts, se

requieren 36 celdas solares o celdas fotovoltaicas para producir un circuito abierto

de cera de 20 volts. El cual es suficiente para cargar una batera de 12 volts.

Las celdas solares monocristalinas, se cortan de una sola pieza de cristal de

silicn, mientras que las celdas solares policristalinas se hacen a base de

mltiples cristales.

Qu es un amplificador?

Los amplificadores son circuitos que se utilizan a aumentar (amplificar) el valor de

la seal de entrada generalmente muy pequea y as obtener una seal a la salida

con una amplitud mucho mayor a la seal original

Smbolo de un amplificador

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Algunas veces la amplificacin puede causar que la seal a la salida del

amplificador salga distorsionada causada por una amplificacin muy grande o por

efectos propios del amplificador.

Hay que tomar en cuenta que un amplificador no puede tener en su salida niveles

de voltaje mayores a los que la fuente de alimentacin le puede dar.

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OBJETIVO DE LA INVESTIGACIN

Objetivos generales

La creacin de un dispositivo en el cual se visualice el funcionamiento de un

sistema de telecomunicaciones capaz de transmitir informacin a travs de un haz

de luz, acoplando un lser modulado hacia una fotocelda conectada a un

amplificador de audio.

Objetivos especficos

Aplicar los conocimientos que se han adquirido en el curso de fsica por medio de

este proyecto que conjunta diversas prcticas.

Identificar la importancia de un sistema de telecomunicaciones en la actualidad, ya

que es y ser un elemento que adquirir cada vez mayor importancia en la vida

cotidiana.

En este proyecto se visualizar parte de los trabajos de Marconi, un uso prctico

de los trabajos de Hertz y una aplicacin del efecto fotoelctrico en la pila

fotovoltaica.

Entender el porque es importante el aprovechamiento de otras energas en el uso

de sistemas elctricos.

Hacer ms pequeo el costo de algunas tecnologas de nueva generacin.

Mostrar el funcionamiento de la electricidad y los sistemas elctricos de una

manera sencilla y divertida.

Demostrar que la ciencia se puede demostrar hasta atravez incluso de cosas de

inters comn como la msica.

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PROBLEMTICA

Hoy en da nos enfrentamos al constante cambio en la modernizacin de

componentes electrnicos, as como al problema en cuestin de los alumnos, de

la mayora de las veces no darse cuenta de que cosas que parecen muy

complicadas de realizar no lo son en realidad, al contrario, en este proyecto damos

muestra de que con material accesible podemos realizar y dar a conocer que con

un poco de ingenio y aplicacin de previos conocimientos es posible la

construccin de un sistema de telecomunicaciones para visualizar su

funcionamiento desde un amplio panorama.

Por qu realizar este proyecto?

Aqu nos es posible visualizar el uso de ondas electromagnticas que estn

presentes en nuestra vida diaria, en este caso lo utilizamos como vehculo de

informacin, en conjunto este proyecto tiene como fin dar a conocer de una

manera prctica y sencilla el funcionamiento de un sistema de

telecomunicaciones, de una forma didctica y a la vez objetiva.

Adems de este modo podemos aprender cmo utilizar y aprovechar otro tipo de

energas. Tambin sera ms cmodo el hecho de pasar archivos con un costo

mucho menor al que ahora tienen este tipo de servicios en empresas

renombradas, adems de que es algo relativamente sencillo de hacer con un poco

de ayuda de una persona que tenga algo de idea en el tema.

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METODOLOGA

Construccin del

prototipo.

Aqu se puede

observar el

material que

usaremos para

ensamblar el

prototipo.

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Realizacin de

las bobinas

con 50 vueltas

de alambre

cada una.

Con el amplificador de audio.

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Acoplando las bobinas con los cables correspondientes.

El

apunt

ador lser que disparar hacia la celda solar.

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Aqu ya se muestra el funcionamiento del dispositivo ya conectado hacia las

bocinas para apreciar el sonido que transmite el haz de luz. Por medio del lser.

Costos aproximados

Reproductor de msica $200

Cables $50

Lser $25

Celda solar $140

Pilas $50

Bobinas $60

Amplificador $250

Bocina $80

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Utilizacin de las TICs

Hoy en da, es muy evidente que el uso de las nuevas TIC es muy necesario en

todas las edades, son indispensables para el trabajo diario en las empresas, para

las instituciones de gobierno, en las escuelas, en los negocios, en los hogares,

etc. Es verdico tambin lo que comentan infinidad de investigadores del tema, al

referirse a la tendencia del empleo de las llamadas nuevas tecnologas de la

informacin y comunicacin en todos los aspectos de la vida diaria, que si no es

posible lograr una adecuada aceptacin por parte de los trabajadores pblicos y

privados, y los estudiantes, etc., a las nuevas tecnologas, el fracaso puede ser

inevitable, ya que es necesario ir ajustando los recursos a estas tecnologas, para

de esta manera, crecer con el entorno y no convertirse en un simple espectador de

la nueva era de la comunicacin e informacin.

ANLISIS DE RESULTADOS.

Al trmino de este proyecto obtuvimos que debido a algunas variaciones en el

sonido fueron causadas por la interferencia de luz, as como por las pilas, por el

voltaje, nos dimos cuenta que la bocina que va conectada hacia el amplificador de

audio debe ser de 8 ohms, de lo contrario no escucharemos nada, o el ruido ser

irritante. Con algunos ajustes y conectando todo perfectamente la salida por medio

del lser qued posicionada hacia la celda solar para que esta captase la

informacin transmitida por el rayo de luz.

CONCLUSIONES.

En este proyecto pudimos ver que la ciencia y la tecnologa en conjunto no son tan

complicadas como algunos creen y que se presentan incluso por medio de cosas

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cotidianas como la msica. Adems demostramos que hay muchas maneras de

poder aprovechar la energa que nos brinda el sol para convertirla en energa

elctrica y de este modo hacer funcionar cualquier objeto sin necesidad de pagar

el servicio. Tambin encontramos que a veces hacer las cosas en casa nos ahorra

dinero, ya que en la mayora de las empresas renombradas pagas solamente la

marca y no el producto.

Cotidianamente convivimos con las comunicaciones radioelctricas como los

servicios de radiodifusin AM, FM y TV, sistemas de telefona celular,

radioaficionados, Wi Fi, sistemas de radiocomunicaciones para la seguridad

BIBLIOGRAFA.

http://www.ojocientifico.com/2011/02/08/como-funciona-un-laser

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/magnetic/magfie.html

http://www.textoscientificos.com/energia/celulas

http://www.unicrom.com/Tut_amplificadores_.asp

http://www.dforceblog.com/2008/07/18/que-es-una-celda-solar/