Modelo e descrição qualitativa do funcionamento de comunicadores Show
1. Modelo qualitativo para transmissão de ondas eletromagnéticasAo nosso redor existe o tempo todo um enxame de ondas eletromagnéticas cruzando o ar. Se fosse possível visualizá-las, talvez não pudéssemos enxergar absolutamente mais nada. Abaixo mostramos um exemplo dessa transmissão para celulares: Todas as flechas pretas indicam transmissão por ondas eletromagnéticas, enquantoa flecha azul simboliza transmissão por cabo de cobre ou fibra óptica. Quando um sinal é enviado por um celular, ele vai para uma estação rádio-base (ERB) nas proximidades. Ali o sinal é amplificado e enviado para uma central de comunicação (CCC). Dependendo da proximidade ou não do destino há duas possibilidades: ou o sinal é enviado para um satélite e retransmitido para outra central de comunicação (CCC), ou é diretamente transmitido para outra estação rádio-base e em seguida para o celular de destino. O mesmo caminho de ida percorrido pelo sinal será o caminho de volta. Pode-se notar na parte inferior do destino do sinal uma ligação com possíveis telefones fixos. 2. Descrição qualitativa do funcionamento de comunicadores (rádio, TV e telefones)Atualmente a transmissão de ondas pode ser feitas de duas maneiras diferentes: por ondas analógicas ou por ondas digitais. Abaixo mostramos um esquema da transmissão de ondas analógicas e digitais para transmissão de radio: Abaixo, o esquema da recepção: Enquanto na transmissão analógica o tipo de onda transmitida é a onda 1, na transmissão de ondas digitais o tipo de onda transmitida é a onda 2, também chamada de onda quadrada em que pulsos são emitidos e tratados como 0 ou 1. No caso da transmissão da onda digital, o sinal analógico é transformado de analógico para digital (onda quadrada) conforme o esquema abaixo: Para o caso de uma transmissão de televisão, o sinal de áudio é transmitido separadamente do sinal de vídeo e reunido novamente no receptor. A onda eletromagnética é uma das formas pelas quais a energia se propaga. Esse tipo de onda não precisa de um meio para se propagar e não consegue transportar matéria. A onda eletromagnética é uma forma de radiação que não precisa de meio para se propagar. Sua velocidade no vácuo tem um valor constante em torno de 3.108 m/s, e essas ondas não transportam matéria, apenas energia. Existem sete tipos de ondas eletromagnéticas: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama. Juntas elas formam um espectro de onda eletromagnética que varia com a frequência e o comprimento de cada onda. Embora existam diferentes tipos de ondas, as características para cada tipo são iguais, sendo:
Todas essas características podem ser combinadas na equação da velocidade de propagação da onda eletromagnética: V = λ.f, em que a velocidade (V) é proporcional ao comprimento de onda (λ) vezes a frequência da onda (f). Leia também: Ondas mecânicas — ondas que precisam de um meio de propagação Resumo
Videoaula sobre ondas eletromagnéticasO que são ondas eletromagnéticas?As ondas eletromagnéticas são ondas formadas pela oscilação de um campo elétrico e magnético perpendiculares entre si, o que chamamos de radiação. A propagação da onda eletromagnética ocorre perpendicularmente, formando um ângulo de 90° com os campos. Como a pertubação que gera a onda (verticalmente) e a direção de propagação (horizontalmente) são perpendiculares, caracterizamos essas ondas como transversais. Essas ondas não podem carregar matéria, porém podem transportar energia, como a térmica e luminosa provenientes do Sol. Assim, não precisam de um meio para se propagar, podendo se propagar no vácuo, inclusive. Elas também sofrem fenômenos ondulatórios, como reflexão, refração, polarização, difração, absorção, interferência e espalhamento. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Características das ondas eletromagnéticasDa mesma forma que podemos descrever as pessoas como altas ou baixas, por exemplo, podemos descrever as ondas de acordo com a amplitude, o comprimento de onda, a velocidade de propagação e a frequência.
Quando há alteração na frequência de uma onda, seu formato varia da seguinte maneira: Quais são os tipos de ondas eletromagnéticas?Os sete tipos de ondas eletromagnéticas existentes são: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raio-X e raio gama. Juntas elas formam um espectro de ondas eletromagnéticas, que são classificadas pela sua frequência e seu comprimento de cada. Quanto maior a frequência, menor será o comprimento de luz e vice-versa. O ser humano consegue apenas enxergar os comprimentos de ondas que fazem parte da luz visível. Tudo abaixo ou acima é invisível aos nossos olhos. Leia também: Cinco coisas que você precisa saber sobre ondas Ondas eletromagnéticas no dia a diaAs ondas eletromagnéticas estão presentes no nosso cotidiano mesmo que não consigamos visualizá-las. Vejamos a seguir alguns exemplos.
Equações relacionadas às ondas eletromagnéticasPara trabalhar com as ondas eletromagnéticas, precisamos saber três características delas: a velocidade de propagação (v), o comprimento de onda (λ) e a frequência (f). Relacionando essas três grandezas, chegamos a esta equação: Lembrando que podemos obter a frequência por meio do inverso do período (T): Leia também: Sonar — equipamento que consegue localizar objetos por meio de ondas sonoras Exercícios resolvidos sobre ondas eletromagnéticas1. (IF-GO) As ondas são formas de transferência de energia de uma região para outra. Existem ondas mecânicas – que precisam de meios materiais para se propagarem – e ondas eletromagnéticas – que podem se propagar tanto no vácuo como em alguns meios materiais. Sobre ondas, podemos afirmar corretamente que: a) a energia transferida por uma onda eletromagnética é diretamente proporcional à frequência dessa onda. b) o som é uma espécie de onda eletromagnética e, por isso, pode ser transmitido de uma antena à outra, como ocorre nas transmissões de TV e rádio. c) a luz visível é uma onda mecânica que somente se propaga de forma transversal. d) existem ondas eletromagnéticas que são visíveis aos olhos humanos, como o ultravioleta, o infravermelho e as micro-ondas. e) o infrassom é uma onda eletromagnética com frequência abaixo da audível. Resolução Alternativa A.
2. (Mackenzie SP/2006) As antenas das emissoras de rádio emitem ondas eletromagnéticas que se propagam na atmosfera com a velocidade da luz (3,0.105 km/s) e com frequências que variam de uma estação para a outra. A rádio CBN emite uma onda de frequência 90,5 MHz e comprimento de onda aproximadamente igual a: a) 2,8 m b) 3,3 m c) 4,2 m d) 4,9 m e) 5,2 m Resolução Alternativa B. Primeiro precisamos transformar a notação científica da frequência. Devemos também organizar a unidade de medida da velocidade da luz, de quilômetros para metros, para não termos problemas no resultado final. Com a equação da velocidade da onda, conseguimos achar o comprimento de onda: Como queremos achar o comprimento de onda (λ), precisamos isolá-lo de um lado da equação e substituir os valores: Quais ondas eletromagnéticas são recebidas é emitidas pelos celulares é dispositivos de telecomunicações?As ondas de RF dos celulares são "uma forma de energia eletromagnética que está entre ondas de rádio FM e as microondas.
Que tipo de onda é utilizada na comunicação por celular?Na telefonia celular a voz é transformada em sinais elétricos que caminham como ondas de rádio.
Quais são as ondas emitidas pelo celular?As frequências das ondas de rádio utilizadas pelos aparelhos celulares modernos estendem-se entre 450 e 2000 MHz (Mega Hertz – 106 Hz), que podem variar de acordo com as características da rede local de cada país. As frequências de operação mais comuns para a telefonia móvel encontram-se na faixa de 800 a 900 MHz.
Quais são os aparelhos que emitem ondas eletromagnéticas telecomunicações?Ondas de rádio: são largamente utilizadas nas telecomunicações. O sinal de rádio, televisão e celular encontra-se nessa faixa de frequência; Micro-ondas: também são muito utilizadas nas telecomunicações.
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