1820 – Oersted verifica experimentalmente que uma corrente eléctrica cria um campo magnético. Até então, a electricidade e o electromagnetismo eram realidades.

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2 1820 – Oersted verifica experimentalmente que uma corrente eléctrica cria um campo magnético. Até então, a electricidade e o electromagnetismo eram realidades diferentes. Experiência de Oersted

3 Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

4 1821 – Faraday descobre que um campo magnético pode originar uma corrente eléctrica. Mais uma evidência da relação entre os fenómenos eléctricos e magnéticos.

5 1864 – James Maxwell unifica os fenómenos eléctricos e magnéticos. Estabelece 4 equações que permitem estabelecer a relação mútua entre estes fenómenos e prevê a existência de ondas electromagnéticas, idênticas às ondas luminosas, que se propagam no vazio à velocidade da luz.

6 1864 Na teoria de Maxwell, a onda electromagnética resulta da propagação de um campo eléctrico e magnético perpendiculares entre si, daí serem consideradas ondas transversais. Na realidade, a perturbação consiste na alteração das propriedades eléctricas e magnéticas do meio ou do vazio.

7 1874 – Hertz consegue produzir, experimentalmente, ondas electromagnéticas a partir de circuitos eléctricos e transmiti-las à distância, confirmando as previsões de Maxwell. Nasce a era da comunicação à distância…

8 A experiência de Hertz Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

9 1895– Marconi, com base nos trabalhos de Hertz, conseguiu a primeira ligação sem fios entre dois pontos à distância de 2400 metros. 1910 – Marconi e Fleming conseguem a primeira ligação radiofónica transatlântica, entre a Inglaterra e o Canadá, à distância de 3400 km.

10 Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

11  Produção: sempre que ocorre uma alteração de fluxo de carga eléctrica.  No vazio propagam-se a  300 000 km/s  Num meio material a velocidade de propagação depende da frequência.

12 Para se conseguir comunicar a longas distâncias, é necessário converter as ondas sonoras em ondas electromagnéticas porque:  as ondas electromagnéticas propagam-se no vazio;  estas têm maior velocidade de propagação;  a absorção de energia ao longo da propagação é menor;  a diminuição da intensidade da onda não é tão elevada como no caso da onda sonora. As ondas electromagnéticas usadas na comunicação são as ondas rádio, microondas e radiação visível.

13 Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

14 Propagação guiada (fios, cabos, tubos, fibra óptica) Propagação livre (na atmosfera ou via satélite) Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

15 Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

16 Radio-frequências (propagação livre e guiada) Microondas (propagação livre e guiada) Infravermelho (propagação guiada, fibra óptica) Visível (propagação guiada, fibra óptica) Nota: Quanto maior for a frequência da onda portadora mais informação esta pode “carregar”. Bibliografia: Figueiredo, J. (2006) “Descobertas do electromagnetismo e a comunicação” In http://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htmhttp://w3.ualg.pt/~jlongras/ensino.htm

17 Requerem a transformação da informação inicial em sinais electromagnéticos:  Os dados originais (os sons, as imagens, etc.) são convertidos em sinais analógicos e/ou digitais  Os sinais são transmitidos através de fios, do espaço livre ou fibras ópticas  E são convertidos pelo receptor na informação original.

18 Analógicos (processo tradicional): é uma grandeza física que varia com o tempo, normalmente, de forma suave e contínua. Digitais (processo moderno): é uma função discreta, descontínua, de uma grandeza física (p.ex., uma série de sequências formadas por zeros e um). Há dois processos de codificar informação a fim de as armazenar ou transmitir: Sinal analógico Sinal digital

19 Durante a transmissão os sinais analógicos podem sofrer alteração da sua forma devido a: Distorção: quando o sinal é alterado por transmissão imperfeita através do sistema de antenas. Interferência: resulta da sobreposição de outros sinais, emitidos por outras fontes com o mesmo domínio de frequências. Ruído: resulta de sinais ocasionais e imprevisíveis, produzidos interna ou externamente, deformando a mensagem original, por exemplo, deformação devido a condições atmosféricas. O uso de sinais digitais é mais vantajoso, porque estes são menos afectados pelo ruído que os sinais analógicos.

20 A primeira transformação por que passam som e imagem é a sua conversão em sinais eléctricos. Mas, as tensões geradas não podem ser directamente encaminhadas para a antena emissora, porque a sua frequência é muito baixa. A transmissão de informação de baixa frequência implica a utilização de uma onda de alta frequência, designada onda portadora, pois a comunicação usando ondas electromagnéticas, na Terra, só é viável para frequências já altas, na ordem dos kHz e MHz. A informação a transmitir é convertida em sinal eléctrico que modifica uma das grandezas características da onda portadora: a amplitude (modulação em amplitude – AM) ou a frequência (modulação em frequência – FM). A modulação é uma operação que se efectua no emissor e que envolve dois sinais: o sinal emitido e que contém a mensagem e a onda electromagnética de frequência bem definida ( a onda portadora). A onda resultante designa-se por onda modulada.

21 Modulação em amplitude (AM) Consiste na variação da amplitude da onda portadora de frequência muito elevada pelo sinal a transmitir ( a frequência da onda modulada mantêm-se constante) Modulação em frequência (FM) Consiste na variação da frequência da onda portadora, cuja amplitude se mantém constante, pelo sinal a transmitir.

22 A onda portadora, electromagnética, possui a velocidade máxima de propagação de um sinal – a velocidade da luz. Supressão do ruído : para combater o ruído áudio, aumenta-se a amplitude do sinal. Contudo, para que o ruído não afecte a propagação, uma onda modulada em amplitude tem que ter uma potência elevada, o que pode, por vezes, trazer problemas ao equipamento. A modulação FM, como não é sensível a alterações de amplitude, é pouco afectada pelo ruído. Possibilidade de sintonização : uma vez que cada estação tem uma onda portadora de frequência distinta da das outras, o sinal desejado pode ser separado dos restantes.

23 Alta-fidelidade Fraca sensibilidade a ruídos: na modulação AM há informação contida na amplitude da onda modulada, pelo que o ruído é adicionado à informação, deformando-a. Fácil sintonização: a capacidade de um receptor seleccionar entre todos os sinais captados pela sua antena o sinal emitido por uma dada estação é maior.

24 http://www.nrao.edu/whatisra/radio-anim.shtml

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26 Resumo – viagem do sinal No transmissor: - O sinal sonoro é convertido em sinal eléctrico, por exemplo, através do microfone - O sinal eléctrico pode, ou não, ser amplificado. - No oscilador, há produção de ondas rádio de elevada frequência (ondas portadoras) - Onda portadora é modulada (em amplitude ou frequência) pelo sinal que transporta a informação. - A onda modulada é transmitida através de antenas.

27 Na atmosfera: - as ondas com maior comprimento de onda propagam-se directamente do emissor para o receptor. - as ondas com pequeno comprimento de onda propagam-se através de sucessivas reflexões na ionosfera e podem atingir pontos muito afastados do emissor.

28 No receptor: - captação da onda modulada através de antenas. - selecção da onda modulada com a frequência desejada. - desmodulação da onda, separando o sinal da onda portadora. - conversão do sinal eléctrico que contém a informação em sinal sonoro, através do altifalante. - amplificação do sinal sonoro, se necessário.