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Física – 11º Ano

COMUNICAÇÕES A LONGAS DISTÂNCIAS

MARÍLIA PERES

TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO

Produziu pela primeira vez ondasp peletromagnéticas em laboratório (1887)utilizando um circuito para produzir asondas e um outro para as detetar. Nessemesmo ano descobriu o efeito fotoelétrico,o qual foi estudado por Lenard em 1900 ecuja interpretação veio a ser realizada porEinstein.

Heinrich Hertz(1858-1894)

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Hertz

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TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO

Quando Heinrich Hertz descobriu como produzir ondas eletromagnéticas, Marconi lançou-se na exploração dessa tecnologia. As suas primeiras experiências foram realizadas em Bolonha, tendo um ano depois, conseguido estabelecer comunicações entre pontos distantes de 3 km.

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Guglielmo Marconi (1874-1937), c. 1901Fonte: http://de.wikipedia.org/wiki/Erfindung_des_Radios

Através de sucessivos aperfeiçoamentos, foi conseguindo aumentaro alcance das transmissões, de tal forma que em 1899 feztransmissões de Inglaterra para França e em 1901 através do oceanoAtlântico.

TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO

A comunicação a longas distâncias faz se através de ondas faz-se através de ondas eletromagnéticas e não de ondas sonoras porque estas são absorvidas pelo ar.

As chamadas ondas

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de rádio têm frequência compreendida entre 30 kHz e 300 GHz.

Fonte: http://www.natureduca.com/

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ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Uma onda eletromagnética consiste na propagaçãode um campo elétrico e de um campo magnéticoperpendiculares entre si.

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ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

As ondas eletromagnéticas têm propriedades ideais para seremutilizadas como portadoras de informação: são rápidas,transmitem se no vazio e têm grande alcancetransmitem-se no vazio e têm grande alcance.

As ondas eletromagnéticas são ondas transversais, pois, a direçãode propagação é perpendicular à direção de vibração daspartículas do meio.

As ondas de rádio são as que têm mais baixas frequências do

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espetro: têm os maiores comprimentos de onda, por isso,chegam a todo o lado porque difratam-se nos obstáculos dosolo. Sofrem reflexão e contornam obstáculos por difração.

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AS MICRO-ONDAS

As micro-ondas constituem um tipo de radiação eletromagnética muito utilizada nas telecomunicações, pois apresentam várias propriedades:

- praticamente não se difratam;

- são pouco absorvidas ou refletidas na atmosfera;

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Ver: http://web.fc.up.pt/physletspt/ebook/animacoes/Otica/index.htm

- penetram na ionosfera.

MODULAÇÃO

A transmissão a longas distâncias de um sinal elétricogresultante da conversão de um sinal sonoro é quaseimpossível, uma vez que a onda eletromagnética quecorresponde à propagação daquele sinal apresentafrequências baixas. A modulação é o processo que naprática permite ultrapassar este problema.

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MODULAR UMA ONDA

A modulação consiste na modificação das características daonda portadora, a sua amplitude, a sua frequência, ouambas.Os métodos mais utilizados nos canais de rádio e TV:Modulação de amplitude (AM) e modulação de frequência(FM).

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MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA

Quando se faz a modulação de frequência (figura c) a amplitude do sinal não varia. É por isso mais fácil identificar os fácil identificar os ruídos e filtrá-los.

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A emissão em FM requer uma largura de banda maior, atribuindo-se a cada estação um canal com a largura de 150 kHz. Asemissões de rádio em FM são transmitidas na banda

MODULAÇÃO DE FREQUÊNCIA

emissões de rádio em FM são transmitidas na bandacompreendida entre 87 MHz e os 108 MHz.

Ao contrário do que sucede com as ondas de menor frequênciausadas em AM, as ondas FM têm bastante dificuldade emcontornar obstáculos devido ao seu pequeno comprimento deonda.

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Isto obriga à existência de vários retransmissores se se pretendeenviar o sinal a grandes distâncias, tendo os emissores de sercolocados em locais altos.

MODULAÇÃO DE AMPLITUDE

A modulação de amplitude do sinal de rádio consiste em misturar os dois sinais(fi - sinal áudio e fp –frequência da portadora), originam se dois novos originam-se dois novos sinais que correspondem à soma e à diferençadestas frequências.

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SINAIS: DIGITAIS-ANALÓGICOS

A utilização da “informação” sob a forma de sinais di it i t t l ã i i ló idigitais tem vantagens em relação aos sinais analógicos.

Pode ser “tratada” por microprocessadores e é possível eliminar-lhes o ruído quando é transmitido para destinos longínquos e conseguir copiá-los milhares de vezes, mantendo todas as características do sinal original.

Além disso, a informação é mais fácil de armazenar.

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Os sinais digitais são constituídos apenas por dois dígitos, 0 e 1, que podem corresponder, por exemplo às tensões 0 e 5V.

SINAIS: DIGITAIS-ANALÓGICOS

O código binário que hoje se utiliza é baseado em apenas dois dígitos, 0 e 1 (no código decimal utilizam-se e 1 (no código decimal utilizam se dez dígitos que vão de 0 a 9). A tabela mostra os binários que são equivalentes aos números decimais de 0 a 15.

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n bits = 2n valores

4 bits representa 16 valores (estados de quantização)

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MODOS DE PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO

As ondas de rádio de baixa frequência propagam-sejunto à superfície da Terra. As emissões em onda médiajunto à superfície da Terra. As emissões em onda médiapodem ser recebidas por recetores que se encontram a200 km de distância.

Ondas de frequência superior a 2 MHz experimentamgrande atenuação com a distância quando se

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g ç qpropagam à superfície da Terra.

PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO

Os 3 modos de propagação das ondas de rádio. a - propagação superficial; b - reflexão na ionosfera;c - o recetor tem que “ver” o emissor.

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