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PROE Rad2 1603061 Campos associados ao Dipolo de Hertz Radiação Aula 2.

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1 PROE Rad Campos associados ao Dipolo de Hertz Radiação Aula 2

2 PROE Rad

3 3 Linhas de força do campo eléctrico associado a um dipolo

4 PROE Rad Campos do DEH na zona distante (campos de radiação)

5 PROE Rad Campos na zona próxima

6 PROE Rad

7 7 Dipolo eléctrico de Hertz Momento electrodinâmico N i

8 PROE Rad Campos do DEH na zona distante Os campos na zona distante (campos de radiação): são ortogonais entre si são perpendiculares à direcção radial estão em fase têm amplitudes que variam com estão relacionados pela impedância característica de onda

9 PROE Rad Resistência de radiação do DEH R r – valor de uma resistência fictícia que dissiparia uma potência igual à da potência radiada pela antena quando percorrida por I igual à corrente máxima da antena (valor muito pequeno)

10 PROE Rad z J x A Espira condutora (Antena de Quadro)

11 PROE Rad Equivalência entre os campos gerados pelo DMH e o anel condutor: z J x A z J x A equivalência anterior permite escrever os campos do DHM em termos de grandezas eléctricas: - Corrente eléctrica I que percorre o anel - Área A que o anel abraça.

12 PROE Rad Princípio da Dualidade As equações de Maxwell em espaço livre (ε,μ) são invariantes numa transformação linear; - impedância característica do meio Se E,H forem soluções das equações de Maxwell em espaço livre, EH também o são. O princípio da dualidade resulta da simetria das equações de Maxwell em espaço livre. Usamos o princípio da dualidade para calcular os campos do DMH (estrutura dual do DEH). L<< (eq. da continuidade) DMH

13 PROE Rad Sabiamos do DEH: L Momentos do DEH Campos DEH DMHE H H -E ε μ μ ε Z

14 PROE Rad Precisava de ter cargas e correntes magnéticas que ainda não foram descobertas. Como é que se implementa na prática o DHM? O que é essencial é gerar um momento magnético Há um circuito muito simples que faz isso: uma pequena antena de quadro constituída por um anel de pequenas dimensões (raio r<< ) percorrido por uma corrente eléctrica uniforme

15 PROE Rad Os campos electromagnéticos do DEH e do DHM são soluções duais das equações de Maxwell em espaço livre. Os campos eléctricos do DEH e do DMH mostram que os dois dipolos têm o mesmo diagrama de radiação |sinӨ| e que os respectivos campos estão em quadratura no espaço e no tempo. É, por isso, possível combinar dipolos eléctricos e magnéticos para produzir polarização elíptica ou circular.

16 PROE Rad Um anel de corrente eléctrica pode ser representado por um dípolo magnético fictício com corrente magnética de amplitude complexa uniforme I 0m no comprimento L. O cálculo dos campos (por ex. Na zona distante) de um anel de pequenas dimensões (por ex. raio a << ) abraçando a área A, percorrido por uma corrente eléctrica de amplitude complexa uniforme, permite concluir que a equivalência enunciada implica: z y x A (define o valor de Ī) z y x

17 PROE Rad Tal permite escrever os campos do DMH em termos de grandezas eléctricas. Em particular, os campos da zona distantes (são sensíveis a A mas não ao feitio do anel, desde que se tenham dimensões lineares << ) assumem a forma para o DHM. n – nº espiras A impedância do anel de corrente é indutiva (em vez de capacitiva como no DEH). Antenas de anel com várias espiras e núcleo de ferrite são muito usadas em receptores de AM.


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