FAQTOS
 
 

Esta página pretende apresentar conceitos básicos sobre ondas electromagnéticas usando uma linguagem intencionalmente simplificada, para a tornar acessível ao público em geral.

 

faqtos básicos

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    Noções Básicas

    Radiação Eletromagnética: fontes naturais, e fontes artificiais

    A radiação eletromagnética ocorre naturalmente no Universo e, como tal, sempre esteve presente na Terra. O nosso Sol, por exemplo, é a fonte (natural) de radiação eletromagnética mais intensa a que estamos expostos. Por outro lado, o crescimento tecnológico, as mudanças no comportamento social e nos hábitos de trabalho (próprios de uma sociedade em evolução) criaram um ambiente crescentemente exposto a outras fontes de radiação eletromagnética. Estas fontes foram criadas artificialmente pelo homem e são, por exemplo, as antenas dos sistemas de telecomunicações, as linhas de alta tensão, os aparelhos elétricos, etc.

    Assim, a luz visível, os raios X, as vulgarmente chamadas “ondas de rádio” e as “microondas” são formas possíveis de radiação eletromagnética, correspondendo a propagação de energia pelo espaço a velocidades da ordem de 300 000 km/s, sem necessidade de suporte físico.

    As Ondas Eletromagnéticas

    A propagação da energia eletromagnética faz-se através de chamadas “ondas eletromagnéticas”. Estas são constituídas por duas entidades interdependentes: o campo elétrico, E, e o campo magnético, H. Não é possível observar diretamente o campo elétrico e o campo magnético, a não ser através de uma representação artificial, como a indicada na figura à direita: o campo elétrico está representado com cor azul, e o campo magnético com cor vermelha. Estes campos evoluem no espaço como uma onda, daí a designação de “onda eletromagnética”. O produto destes dois campos resulta na densidade de potência, S. Uma onda eletromagnética pode ser criada por uma corrente elétrica variável no tempo. Mais adiante referir-se-ão outros pormenores sobre as ondas eletromagnéticas.

    Características das Ondas Eletromagnéticas

    Existem características particulares das ondas eletromagnéticas que determinam as suas propriedades e aplicações. As características essenciais são:

    Passe com o rato sobre a figura acima para observar as alterações

    da amplitude e da frequência na onda representada na figura abaixo.

    São possíveis quatro combinações de amplitude e de frequência.

     

    Comprimento de onda, e frequência

    Como se pode ver na figura à direita, a onda eletromagnética apresenta um padrão que se repete enquanto se propaga. O comprimento desse padrão de repetição no espaço designa-se por comprimento de onda, medindo-se em metros [m].

    A frequência representa o número de ciclos da onda num ponto do espaço em cada segundo, medindo-se em Hertz [Hz].

    O comprimento de onda e a frequência estão interligados entre sí, através da velocidade de propagação da luz, c: λ f = c. Este conceito está ilustrado na figura à direita.

     

     


    Amplitude

    A amplitude dá uma medida da intensidade dos campos, medindo-se no caso do campo elétrico em Volt por metro [V/m], e do campo magnético em Ampere por metro [A/m]. A ilustração desta característica está também contemplada na Figura 2. A densidade de potência vem expressa em Watt por metro quadrado [W/m2], medindo a potência transportada pela onda por unidade de área.

     

     

     

    Direção e velocidade de propagação

    Em espaço aberto, as ondas eletromagnéticas propagam-se em linha reta com velocidade c próxima de 300 000 km/s. Na vizinhança de obstáculos, como o relevo do terreno, espelhos de água, construções, etc. a direção de propagação pode ser alterada por reflexão, ou por difração.

    A reflexão ou a difração sofridas por uma onda eletromagnética, em geral modificam também a sua amplitude, mas não alteram a frequência. Modificam ainda a polarização da onda (assunto que é tratado a seguir).

    A figura à direita retrata os fenómenos da reflexão e da difração de uma onda eletromagnética.

     

     

     

     

     

    Polarização
    Rodando a figura onde se representa a onda a propagar-se, por forma a que a direção de propagação da onda fique perpendicular ao ecrã (onda a sair do ecrã na direção do observador), obtemos a primeira figura à direita. Nela, o campo elétrico oscila sobre uma direção vertical, designada por polarização vertical (PV); em alternativa, é possível escolher convenientemente a orientação da fonte de forma a ter o campo elétrico a oscilar sobre uma direção horizontal designada por polarização horizontal (PH) (representado na figura mais à direita). A esta orientação espacial dos campos eletromagnéticos dá-se o nome de polarização.

    a) polarização vertical

    b) polarização horizontal

    Figura 4. Ilustração da polarização do campo electromagnético.

    O Espetro Eletromagnético

    A Figura 5 representa uma larga gama de frequências e comprimentos de onda da radiação eletromagnética: é o espetro eletromagnético.

    Cada parte do espetro eletromagnético tem aplicações que lhe estão associadas, que vão desde as linhas de alta tensão operando em 50 Hz, até aos raios X e raios gama que têm frequências muito altas, e comprimentos de onda muito curtos. Entre estes extremos de frequências, encontram-se as ondas de rádio, as microondas, a radiação infravermelha, a luz visível e a radiação ultravioleta.



    As Radiofrequências

    A parte de radiofrequência do espetro eletromagnético ocupa as frequências entre os 3 kHz e os 300 GHz. As aplicações principais da gama de radiofrequência do espetro eletromagnético centram-se na área das telecomunicações: são exemplos a difusão de rádio e televisão, os sistemas de comunicações móveis, os sistemas de comunicação das forças militares e de segurança, e as comunicações por satélite.

    As radiofrequências são utilizadas também em radares, nos fornos micro-ondas, em sistemas de aquecimento industrial, ou na medicina, entre outros.


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