Por PY2BW – Egon Boehm – Boletim CWSP nº 157, Dezembro de 1999.
No primeiro artigo da série falamos do conceito básico de reflexão das ondas. Neste artigo vamos falar algo sobre o segredo do mecanismo de irradiação de uma onda.
Devemos a James Clerck-Maxwell, um jovem que aos 13 anos de idade ingressou na Univesidade de Edinburg, a formulação de um conjunto de equações matemáticas que explica os fenômenos eletromagnéticos, incluindo as leis de Ampère e de Faraday.
Essas equações são muito complexas e exigem conhecimento profundo de matemática avançada para o seu entendimento e uso.
Mawwell estudou profundamente essas equações e observou que elas eram semelhantes na sua forma às equações que exprimem o movimento das ondas na água.
Ele conseguiu provar que essas ondas poderiam existir!
Lembre-se que isso aconteceu no século passado e ninguém tinha equipamentos capazes de detectar ondas eletromagnéticas. Maxwell podia já também calcular a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas.
Maxwell não conseguiu em vida obter experimentalmente as ondas eletromagnéticas que ele havia descoberto pela matemática. Isso só veio a acontecer em 1887 quando Hertz gerou as primeiras ondas eletromagnéticas em laboratório provando que Maxwell estava certo.
Se tivermos uma corrente elétrica alternada passando por um fio, produz-se então um campo magnético ao redor do mesmo. Esse campo magnético alternado (variável) irá criar por sua vez um campo elétrico no espaço ao redor do mesmo fio. Decorrente da variação desse campo elétrico teremos uma nova corrente elétrica deslocada. Essa nova corrente elétrica gera um novo campo magnético deslocando-se e assim por diante, vindo o fenômeno a repetir-se infinitamente. Cada re- petição dá-se um pouco adiante fazendo com que a onda eletromagnética viaje pelo espaço, isto é, se propague, como mos- trado na figura ao lado. A densidade de potência de um campo eletro-magnético é dada por:
W = 0,00265ε2 (watt/m2).
Onde: ε é intensidade do campo elétrico medida em Volt/metro.
A resistência de irradiação é: Rʀ = P/I² medida em Watt/Ampere²
Assim, para o dipolo de meia onda a resistência de irradiação será = Rʀ = 73,13/1² = 73,18 Ω
Em resumo, o ponto-chave da irradiação é o fato de a variação do campo magnético continuamente produzir um campo elétrico e que a sua variação irá de novo produzir um campo magnético, e assim por diante. É a essência das equações de campos de Maxwell.
Para fins práticos, o que interessa dessa teoria toda é:
A intensidade do campo é diretamente proporcional ao valor da corrente no fio. Assim, quanto maior a corrente no fio, maior o campo gerado. Essa conclusão é fundamental para o bom funcionamento desse fio, ao qual chamamos popularmente de antena. O campo cria a onda e a onda caminha pelo espaço afora.
Quando essa onda cruzar um outro fio, induzirá nesse fio uma corrente elétrica.
O valor dessa corrente induzida é tanto maior quando maior for a intensidade da onda que gerou essa indução.
A antena é pois o dispositivo usado para lançar as ondas eletromagnéticas no espaço e também para captá-las do espaço e transformá-las de novo em corrente elétrica.
O que nós desejamos é produzir o sinal mais forte possível com um mínimo de energia no lado do transmissor e obter a melhor captação possível de energia no lado do receptor.
Quanto maior for a intensidade da onda recebida, melhor será a qualidade da comunicação. Todos os estudos de antenas e dos mecanismos de propagação destinam-se a tornar possível a comunicação ou melhorar a sua qualidade.
No próximo mês falaremos dos vários modos de propagação das ondas eletromagnéticas.
de PY2BW – Egon