tiempo retardado

El tiempo retardado es el momento en el pasado en que un campo electromagnético fue realmente emitido desde su fuente, calculado hacia atrás desde el momento en que un observador lo detecta. Tiene en cuenta la velocidad finita a la que las perturbaciones electromagnéticas se propagan por el espacio. Si usted mide una señal que llega a su antena ahora, el tiempo retardado le indica cuánto tiempo atrás esa señal partió de su transmisor. Esta distinción es importante porque las ecuaciones de Maxwell describen los campos en términos de sus fuentes, no de sus tiempos de llegada.

El concepto surge directamente del retardo de propagación inherente al electromagnetismo. Una carga eléctrica cambiante no afecta instantáneamente el campo en todas partes; la perturbación viaja hacia afuera a la velocidad de la luz, aproximadamente 0.3 metros por nanosegundo en el vacío. Para un receptor a una distancia r de una fuente, el tiempo retardado es simplemente t menos r dividido por c, donde c es la velocidad de la luz. Esto no es una corrección que se deba aplicar después, sino la variable de tiempo adecuada en las ecuaciones que rigen el comportamiento del campo.

Donde importa en la práctica

El tiempo retardado se vuelve crítico en el diseño de antenas, la simulación electromagnética y los problemas de radiación. Al calcular el patrón de campo irradiado por un dipolo oscilante o un radiador complejo, debe evaluar el comportamiento de la fuente en el tiempo retardado, no en el momento presente. La contribución de una carga en movimiento al campo en su punto de medición depende de dónde y cuándo se estaba moviendo, no de dónde está ahora. Los códigos comerciales de elementos finitos para simulación electromagnética manejan esto automáticamente, pero las matemáticas subyacentes se basan en este principio.

En problemas de radiación de campo lejano, especialmente por encima de 100 MHz, donde las longitudes de onda se vuelven comparables o más pequeñas que las dimensiones del aparato, ignorar el tiempo retardado produce respuestas incorrectas. El trabajo de campo cercano, como el modelado de transformadores o inductores a frecuencias de potencia, a menudo opera en un régimen donde los efectos retardados son insignificantes y la acción instantánea es suficiente. La transición ocurre aproximadamente cuando el tamaño de su aparato se acerca a una fracción significativa de la longitud de onda con la que está trabajando.

El término 'retardado' se refiere simplemente a que el tiempo es anterior o está retrasado con respecto al punto de observación, no a ninguna ralentización o impedimento de la onda misma. El tiempo avanzado, el concepto inverso en el que se calcula hacia adelante de causa a efecto, también existe matemáticamente pero viola la causalidad y se rechaza en las teorías físicas. El tiempo retardado es la opción físicamente realizable y constituye la base de la electrodinámica clásica y la teoría de la radiación.