¿Cuáles son los principios científicos del télefono?
Escrito por Ray Hawk ; última actualización: February 01, 2018
Los teléfonos han existido por más de 100 años, pero los principios científicos básicos aún son los mismos en los artefactos actuales. Estos incluyen la manipulación de ondas sonoras para hacerlas más sencillas de emitir y recibir. Los teléfonos inalámbricos y celulares también utilizan transmisión de radiofrecuencias, las cuales son gobernadas por los principios científicos que hacen posibles que tengan señales claras y confiables a través de las paredes de edificios y a kilómetros de distancia. Los primeros teléfonos tenían imanes incorporados para generar su propia electricidad, basándose en el principio de inducción descubierto por Michael Faraday en 1831.
Conversión de la energía
Un componente fundamental de cualquier teléfono antiguo o moderno es el transductor, que es un dispositivo capaz de convertir una forma de energía en otra. En los teléfonos, tanto los micrófonos como los auriculares realizan esta función. Un micrófono es un transductor que convierte las ondas de sonido de la voz humana en señales eléctricas que se transmiten al teléfono receptor. Estas señales vuelven a convertirse en ondas sonoras por otro transductor, comúnmente conocido como auricular.
Frecuencias de radio
Los teléfonos celulares y móviles operan usando frecuencias de radio que están en el espectro electromagnético inferior. Cuanto mayor la frecuencia de una onda electromagnética, menor es su longitud de onda, y más lejos puede viajar antes de degradarse. Las ondas de radio usadas en los teléfonos celulares e inalámbricos se definen como radiación no-ionizada. La radiación ionizada es un proceso físico por el cual se arrancan los electrones de las moléculas, lo cual puede dañar los tejidos humanos. Los transmisores de teléfonos inalámbricos son más energéticos que la luz visible, pero mucho menos energéticos que las ondas electromagnéticas como los rayos X y rayos gamma, los cuales son formas peligrosas de radiación ionizada.
Transmisión dúplex
Las formas básicas del teléfono incluyen las radios de banda ciudadana y los primeros transmisores de radio militares que operan como dispositivos simples. Éstos usan una radiofrecuencia, y sólo pueden transmitir o recibir, pero no hacer ambas cosas a la vez. Ésto los limita a un rango máximo de unas 5 millas (8 km). Los teléfonos celulares usan una forma más sofisticada de este principio, conocida como frecuencia-divisora dual o dual, en la cual el teléfono usa una frecuencia electromagnética para transmitir y recibir. Un celular puede usar hasta 1.664 canales de frecuencia, dándole la habilidad de conectarse con otros teléfonos a grandes distancias.
Trilateración
Los teléfonos celulares en general tienen incorporados sistemas de posicionamiento global (GPS por sus siglas en inglés) conectados a satélites en órbita. Ésto se hace para asegurar que una persona sea fácilmente localizable en caso de una emergencia, y para cambiar la señal de conexión entre torres transmisoras durante un viaje. Existen de 24 a 32 satélites GPS en órbita en un momento dado. Un teléfono celular debe recoger señales de al menos tres de ellos para realizar lo que se conoce como trilateración, un sistema de determinar la ubicación basándose en tres puntos fijos del espacio. Como los satélites están fijos en órbita sobre la Tierra, y siempre están transmitiendo, los sistemas GPS de los teléfonos permiten ubicar un punto con un error de 30 pies (10 metros) o menos.
