Los primeros artefactos que utilizaron energía eléctrica, eran dispositivos que usaban corriente directa. La corriente directa se refiere a un flujo de electrones continuos, es decir sin variaciones en el tiempo. Un dispositivo común que utilizamos como fuente de corriente directa son las pilas o acumuladores utilizados para alimentar una gran diversidad de dispositivos electrónicos. Cuando surgió la necesidad de distribuir energía eléctrica a grandes distancias, se observó que la distribución de corriente directa era poco eficiente debido a que los mismos conductores de energía consumían gran parte de lo que se deseaba trasmitir. Una solución a este problema fue la utilización de una corriente eléctrica variante en el tiempo y que conocemos hoy día como corriente alterna. La variación de una señal eléctrica es conocida como frecuencia de la señal y su unidad de medida son los Hertz. La corriente alterna es una señal senoidal que oscila a 60 Hertz en nuestro país. Un Hertz por definición es un ciclo por segundo, para entender este concepto podrías imaginarnos que un Hertz equivale a encender y apagar la luz en un segundo.
Nuestros sentidos están muy limitados en cuanto a la frecuencia de las señales, por ejemplo, los focos incandescentes que se conectan directamente a la corriente alterna a 60 Hertz en un segundo tienen 120 cruces por cero, esto quiere decir que durante este cruce se encuentran totalmente apagados, pero nuestros ojos no lo detectan.
Si tuviésemos la capacidad de encender y apagar un foco muchas veces en un periodo de tiempo de un segundo, podríamos observar que cuando superamos los 24 Hertz nuestros ojos verían un foco prendido, aunque en la realidad se está prendiendo y apagando. Hoy día la frecuencia de la señal define la capacidad de trasmitir datos, por ejemplo, los teléfonos celulares que manejan conectividad 4G trabajan en frecuencias de 2,100,000,000 Hertz (2.1 Giga-Hertz), esto equivale a enviar cientos de millones de bits de información en un segundo.
Estamos a punto de que lleguen al mercado local los teléfonos celulares de quinta generación 5G, la gran diferencia de estos nuevos dispositivos es que podrán utilizar una frecuencia para la transmisión de señales de entre 3-300 GHz. La importancia de subir la frecuencia de operación radica en la capacidad de transmisión de mayor información en un segundo, lo que permitirá realizar la transmisión y recepción de audio y video de gran calidad sin interrupciones en la transmisión.
Los alumnos del área de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones de la Universidad Politécnica de Tulancingo, dentro de su formación como ingenieros aprenden a utilizar el osciloscopio que es una herramienta fundamental para observar las señales eléctricas. Con ayuda de este instrumento se puede observar la señal eléctrica que se emite por antenas emisoras o receptoras, observando su magnitud, frecuencia y hasta distorsión de la misma.
El osciloscopio es el principal instrumento para observar y caracterizar señales eléctricas, dando la información necesaria para determinar si los circuitos electrónicos cumplen con las especificaciones correctas. Con el osciloscopio los alumnos pueden detectar si un dispositivo electrónico está funcionando de manera correcta, generando las señales adecuadas para su operación.
JOSÉ HUMBERTO ARROYO NÚÑEZ
Profesor investigador de la UPT
