Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Modulación y Demodulación


En el mundo de los sistemas de comunicación, la transmisión eficiente y precisa de datos e información a través de grandes distancias es primordial. Esto es especialmente cierto dado el auge de las comunicaciones digitales en el mundo actual. Uno de los conceptos más importantes que permiten que los sistemas de comunicación modernos funcionen es la modulación y la demodulación.

Comprendiendo la modulación

Modulación significa el proceso de cambiar la forma de la onda (llamada señal portadora) para codificar información de la señal del mensaje. En términos simples, es la forma en que podemos tomar una señal analógica de voz o una señal digital de datos y hacer que viaje a través de diferentes medios como aire, cables o incluso alambres, y aún recuperarla en el otro extremo.

La razón principal para usar modulación en los sistemas de comunicación es hacer que la señal del mensaje sea compatible con el medio a través del cual debe ser enviada. Generalmente, la señal original del mensaje no es adecuada para la transmisión directa. Al usar una señal portadora, la modulación desplaza la frecuencia de la señal del mensaje a una frecuencia más alta, que es más conveniente para la transmisión. Esto ayuda en:

  • Reducir el tamaño de la antena requerida para la transmisión.
  • Permitir que múltiples señales se transmitan simultáneamente sobre un solo canal (multiplexación).
  • Mejorar la calidad y recepción de la señal al reducir el ruido y la interferencia.

Tipos de modulación

Modulación de amplitud (AM)

En la modulación de amplitud, la amplitud de la onda portadora cambia en proporción a la señal del mensaje.

Señal portadora Señal AM

Modulación de frecuencia (FM)

Aquí, la frecuencia de la onda portadora varía de acuerdo con la señal del mensaje, mientras que su amplitud permanece constante.

Señal FM

Modulación de fase (PM)

En este tipo, la fase de la onda portadora se cambia de acuerdo con la amplitud instantánea de la señal del mensaje.

Señal PM

Matemáticas de la modulación

La señal portadora suele representarse como:

c(t) = Cc * cos(ωc * t + θ)

Aquí, Cc es la amplitud, ωc es la frecuencia angular, y θ es la fase de la onda portadora.

Con la modulación, los parámetros de esta señal portadora se alteran de alguna manera por la señal del mensaje, m(t). Por ejemplo, una señal modulada en amplitud puede representarse como:

u(t) = [Cc + m(t)] * cos(ωc * t)

Comprendiendo la demodulación

La modulación prepara la señal para la transmisión, mientras que la demodulación es el proceso inverso de recuperar la señal original del mensaje de la onda portadora modulada al final del receptor. Esto es importante porque el receptor necesita entender el significado de la señal transmitida.

Técnicas de demodulación

Detección de señales moduladas en amplitud (AM)

Una forma simple de demodular una señal AM es usar un detector de envolvente que consta de un diodo, un condensador y una resistencia. Esto ayuda a recuperar la información original de la amplitud cambiante.

Demodulación de señales moduladas en frecuencia (FM)

La demodulación FM generalmente se realiza utilizando un discriminador de frecuencia o un bucle de enganche de fase (PLL). Estos sistemas detectan cambios en la frecuencia y los convierten en cambios de voltaje correspondientes.

Demodulación de fase

La demodulación de fase puede implementarse usando técnicas de demodulación coherente, donde la señal de referencia está sincronizada con el oscilador local del receptor.

Importancia de la modulación y la demodulación

La modulación y la demodulación son componentes clave en los sistemas de comunicación que toman señales portadoras de información y facilitan su transmisión a larga distancia a través de ondas de radio u otros medios. Aseguran que las señales de datos sean robustas al ruido y la interferencia y puedan viajar eficientemente a través de varios medios sin pérdida de calidad.

Conclusión

En la ingeniería de electrónica y comunicaciones, comprender la modulación y la demodulación es esencial porque son fundamentales en campos tan diversos como la radiodifusión, la transmisión de señales de televisión, las comunicaciones por satélite y las redes celulares. Comprendiendo cómo funcionan estas técnicas, las innovaciones en tecnología de comunicaciones pueden continuar desarrollándose.


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