La comunicación y el teléfono

M.Sc José Leopoldo Esquivel

La comunicación es el proceso mediante el cual se puede transmitir información o mensajes desde un emisor en un punto A hasta un receptor en un punto B, distante del anterior en el espacio o en el tiempo.

Entre los métodos más primitivos se encuentran los golpes de tambor usando incluso el fenómeno físico de la resonancia, el fuego, las señales de humo o las ondas sonoras emitidas usando un cuerno.

A lo largo de los siglos el hombre ha buscado medios de comunicación a larga distancia que fueran cada vez más rápidos. En la edad media se utilizaban palomas mensajeras para transmitir mensajes.

El funcionamiento de las sociedades humanas es posible gracias a la comunicación y muchos de los problemas humanos se deben a una mala comunicación.

La información requiere de un sistema de signos, llamados códigos, con reglas bien definidas y estas señales deben transmitirse a través de algún canal o medio físico a través del cual se transmite la comunicación.

Entre los códigos que puede usar el emisor para codificar su mensaje podemos mencionar los que usó el telégrafo o los diferentes idiomas que utiliza la humanidad. Entre los canales se pueden mencionar el aire para la voz o las ondas electromagnéticas o Hertzianas en radio o telecomunicación que pueden viajar aun en el vacío a la velocidad de la luz. La electrónica digital utiliza magnitudes con valores discretos y la mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios, mientras que la electrónica analógica emplea magnitudes con valores continuos. El receptor se encarga de descodificar o sea descifrar e interpretar el mensaje.

Ondas electromagnéticas:

Cuando el flujo magnético producido por ejemplo por un imán, varía en el tiempo, o sea el número de líneas de fuerza que atraviesan un área determinada del espacio aumenta o disminuye, allí se generará una fuerza electromotriz y habrá una corriente inducida si existe un circuito cerrado en esa zona. Los electrones dentro del circuito se aceleran. Un generador electromagnético es un dispositivo que transforma la energía mecánica en energía eléctrica, es un tipo de transductor.

El flujo magnético cambia Al acercar y retirar la espira manteniendo el imán quieto, o mantener la espiral fija y mover el imán.

En el esquema anterior el galvanómetro registra corriente eléctrica inducida como si el circuito cerrado tuviera una fuerza electromotriz, como lo causaría una batería.

Un generador electromagnético produce, induce, una energía eléctrica por transformación de la energía mecánica aplicada a un conductor que se mueve dentro del campo magnético.

Si en vez de ser la mano la que mueve el imán fueran las ondas mecánicas de la voz humana las que hacen vibrar el imán de manera que éste entre y salga del circuito, entonces se origina una corriente eléctrica variable en el circuito cerrado. Esto es lo que sucede en el micrófono. Este micrófono puede ser el de su teléfono celular por ejemplo.

Un micrófono es un transductor electro acústico que convierte la energía acústica en energía eléctrica. Aquí se aplica el principio del generador electromagnético.

Principio del Motor Eléctrico:

En 1982 al establecer una corriente en un circuito, Oersted observó que la aguja magnética se desviaba, y al interrumpir el paso de la corriente, la aguja volvía a su posición inicial. Estas observaciones realizadas por Oersted demostraron que una corriente eléctrica podía actuar como si fuese un imán, originando desviaciones en una aguja magnética. Así se observo por primera vez que existe una relación estrecha entre la electricidad y el magnetismo: una corriente eléctrica es capaz de producir efectos magnéticos.

Un altavoz también es un transductor electro acústico, pero sigue el camino contrario, pues la corriente eléctrica dentro del campo magnético origina vibraciones sonoras, o sea produce movimiento. Es este el principio del motor eléctrico.

En el siguiente esquema tratamos de ilustrar este principio, pues al conectar el interruptor, la corriente eléctrica I interacciona con el campo B del imán y se produce una fuerza cuya dirección es perpendicular al plano generado al girar el vector I hacia el vector B . Se observa que se producen fuerzas sobre los lados que hacen girar la espira que se encuentra dentro del campo magnético del imán. Si invertimos la dirección de la corriente la espira girará en sentido contrario

Antenas:

Por otra parte gracias principalmente a Hertz, Faraday, Lenz y Maxwell sabemos que una corriente eléctrica variable produce a su alrededor un campo electromagnético variable y que las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz.

Cuando a una varilla le llega una onda electromagnética, ésta induce en la varilla una corriente eléctrica que tiene la misma frecuencia que la de la onda incidente. Cualquier dispositivo, como la varilla, que transforma una onda electromagnética en una corriente eléctrica se llama antena receptora. Además de varillas las antenas pueden tener otras configuraciones.

A partir de las ecuaciones de Maxwell se predice que si una partícula eléctricamente cargada se mueve en forma acelerada, entonces emite ondas electromagnéticas. Supóngase que una varilla metálica se conecta a una fuente de corriente alterna. Los electrones que circulan por la varilla llegarán a un extremo y se regresarán; por consiguiente, su velocidad cambia y hace que se aceleren, y en consecuencia emiten ondas electromagnéticas.

Esta onda así emitida tendrá la misma frecuencia de los electrones que oscilan en la varilla. El elemento que produce las ondas se llama antena emisora. En el caso anterior la antena es la varilla. Además de varillas las antenas pueden tener otras configuraciones. Se establecen antenas con características geométricas apropiadas y centrales o torres re transmisoras de los mensajes.

Los modernos satélites de comunicaciones reciben, amplifican y retransmiten la información a la Tierra, y proporcionan enlaces de televisión, telefax, teléfono, radio y datos digitales alrededor del mundo.

Por otra parte hoy día se hace investigación tratando de explotar los fenómenos y propiedades de la materia con la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas o sea en lo que se llama nanotecnología, donde se trabaja en dimensiones de nanos.

Un nanómetro equivale a un millonésimo de un milímetro. Dentro de poco tiempo la nanotecnología podría servir para mejorar teléfonos móviles a través de la fabricación de micrófonos, audífonos, brújulas conectadas con satélites de sistemas de posicionamiento global (GPS) etc.

Finalmente cuando el aparato receptor recibe las ondas electromagnéticas y se establece la corriente eléctrica de frecuencia correspondiente, esta corriente eléctrica interfiere con el campo magnético del elemento imán y se produce el efecto motor o sea se producen vibraciones mecánicas que en el caso del teléfono por ejemplo golpean el aire que a su vez propaga la vibración entre las moléculas hasta que las ondas sonoras golpean el tímpano de la persona que recibe la llamada.

En la comunicación telefónica el principio generador en el micrófono que utiliza el emisor es fundamental y el principio motor en el audífono que usa el receptor es igualmente importante.