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420 U n id a d e D • In tr o d u çã o à F ís ic a M o d e rn a 420 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Objetivo Compreender como ocorrem os processos de transmissão e recepção de ondas de rádio. Termos e conceitos • amplitude modulada • frequência modulada Seção 17.3 Transmissão e recepção de ondas de rádio Um microfone transforma ondas sonoras em sinais elétricos (cor- rente alternada, por exemplo) de baixa frequência (audiofrequência — AF). A frequência dessa corrente elétrica é a mesma frequência com que a membrana do microfone vibra, isto é, entre 20 Hz e 20.000 Hz. Além da potência do transmissor, um dos fatores que influi no alcance de uma estação é a frequência de transmissão da emissora. Essa é obtida utilizando-se um circuito elétrico chamado circuito oscilante, formado essencialmente de uma bobina e um capacitor. O circuito oscilante de cada estação de rádio gera uma corrente alternada de alta frequência (radiofrequência — RF), chamada corrente portadora. Essa corrente, quando misturada com a corrente alternada de baixa frequência que re- presenta o som captado pelo microfone, pode sofrer modificação em sua amplitude, de acordo com as tonalidades da voz ou da música transmitida. Tal procedimento recebe o nome de modulação de amplitude. Temos, as- sim, uma amplitude modulada (AM) (fig. 10). Pode-se, também, manter constante a amplitude da corrente portadora e modular a frequência, de acordo com o sinal que se quer transmitir. Nesse caso, temos a chamada frequência modulada (FM) (fig. 11). Figura 10. Amplitude modulada. Corrente elétrica de alta frequência (frequência portadora) gerada pelo circuito oscilante i 0 t Corrente elétrica de baixa frequência, que representa o som captado pelo microfone i 0 t Corrente elétrica portadora modulada em amplitude i 0 t Figura 11. Frequência modulada. Corrente elétrica de alta frequência (frequência portadora) gerada pelo circuito oscilante i 0 t Corrente elétrica de baixa frequência, que representa o som captado pelo microfone i 0 t Corrente elétrica portadora modulada em frequência i 0 t A A B B C C 421 C a p ít u lo 1 7 • O n d a s e le tr o m a g n é ti ca s 421 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . EMISSÃO Antena emissora Emite ondas eletromagnéticas Amplifica a corrente modulada, aumentando sua potência AmplificadorMisturadorAmplificador de AF Aumenta a amplitude, não alterando a frequência Microfone Transforma o som em corrente alternada de baixa frequência (audiofrequência – AF) Amplificador de RF Oscilador Aumenta a amplitude, não alterando a frequência Gera corrente alternada de alta frequência (radiofrequência – RF)RECEPÇÃO Antena receptora Amplifica a corrente modulada Recebe ondas eletromagnéticas e reconstitui a corrente elétrica de alta frequência modulada Amplificador de RF Separa a corrente portadora da corrente alter- nada de baixa frequência, que representa o som captado pelo microfone Detector Amplificador de AF Amplifica a corrente alter- nada de baixa frequência que irá para o alto-falante Alto-falante Reconverte os sinais elétricos em sons, repro- duzindo os sons captados pelo microfone Modifica a amplitude da corrente portadora (corrente modulada) Na estação transmissora uma antena é conecta da ao circuito oscilante (fig. 12). A variação do fluxo magnético na bobina do cir cuito oscilante induz na antena uma corrente alter nada de frequência igual à do circuito oscilante. As cargas elétricas que oscilam na antena geram ondas eletromagnéticas, de frequência bem definida, que se propagam no espaço. O aparelho receptor possui um circuito oscilante e uma antena análogos ao da estação. Quando as ondas eletromagnéticas chegam à antena do recep tor, seus elétrons livres passam a oscilar e induzem Figura 12. Bobina Circuito oscilante Capacitor Bobina Antena Figura 13. uma corrente alternada no circuito oscilante do receptor. Por meio de um processo chamado detecção é feita a separação entre a corrente portadora e a corrente alternada de baixa fre quência, que representa o som inicialmente captado pelo microfone. Esta última é fornecida a um alto-falante, que reconverte os sinais elétricos em sons. Para sintonizarmos uma estação, variamos a capacitância do capacitor do circuito oscilante do receptor, de modo que sua frequência coincida com a da estação. Na figura 13, representamos esquematicamente as etapas de emissão e recepção de ondas de rádio, moduladas em amplitude. Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br Animação: Indução eletromagnética – Rádio V3_P3_UN_D_CAP_17.indd 421 28.09.09 17:18:29 422 U n id a d e D • In tr o d u çã o à F ís ic a M o d e rn a 422 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Marconi com seu primeiro radiotransmissor transatlântico. Em 12 de outubro de 1931, por ocasião da inaugura ção da estátua do Cristo Redentor (hoje considerada uma das sete maravilhas do mundo moderno), no Morro do Corcovado, no Rio de Janeiro, foi Marconi quem acendeu as luzes que iluminaram a imagem diretamente de Roma, na Europa, utilizando ondas de rádio. O mesmo gesto foi repetido pelo papa João Paulo II em 1981, nas comemorações do cinquente nário do monumento. É importante, porém, assinalar que o padre bra sileiro Roberto Landell de Moura (1861-1928), inde pendentemente e na mesma época que Marconi, realizou estudos pioneiros e construiu aparelhos que utilizavam as ondas de rádio para a comunicação. No dia 3 de junho de 1900, Landell realizou uma de monstração pública de telegrafia e telefonia sem fios, com aparelhos por ele desenvolvidos, cobrindo uma distância de 8 km entre o alto da avenida Paulista e o bairro de Santana, em São Paulo, constituindo-se (embora não oficialmente) na primeira transmissão da palavra a distância, sem o auxílio de fios. A invenção do rádio A utilização das ondas de rádio para a transmissão de informações a distância deve-se ao cientista italiano Guglielmo Marconi (1874-1937), prêmio Nobel de Física de 1909, considerado o inventor do rádio. No entanto, ele não fez nenhuma descoberta notável sobre as radiações. Apenas verificou a possibilidade de as ondas de determinada faixa de frequência poderem ser utilizadas na comunicação a distância. Uma de suas experiências marcantes foi a realizada em 1901, quando conseguiu a primeira transmissão intercontinental: um sinal de rádio enviado a partir da Cornualha (sul da Inglaterra) foi recebido na Terra Nova, no Canadá. Padre Landell. tEstEs propostos V3_P3_UN_D_CAP_17.indd 422 28.09.09 17:18:30