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antena - linhas de transmissão Tomemos uma linha de transmissão formada por fios condutores paralelos com as extremidades curto-circuitadas, cujo comprimento l seja igual ao comprimento de onda E da onda eletromagnética que se propaga nela. Nas suas extremidades será registrado campo elétrico nulo (e máximo de corrente elétrica), devido ao curto-circuito.
2-4 ondas estacionárias em condutores (a) em curto A representação gráfica da onda eletromagnética é igual ao campo elétrico, assim teremos a figura de uma onda que se anula no extremo, é refletida e volta à origem, onde começa novo percurso semelhante ao anterior (figura 2-4a). Como estudamos em reflexão a onda refletida é defasada 180º da incidente. Processo semelhante ocorre em fios condutores paralelos com extremidade aberta. Mas na extremidade aberta o campo elétrico é máximo (e a corrente elétrica mínima), resultando a onda eletromagnética da figura 2-4b. Para que a onda seja refletida, volte à origem e inicie nova propagação exatamente do mesmo ponto (na mesma fase) que o fez da primeira vez é preciso que a linha de transmissão tenha um comprimento l múltiplo de meio comprimento (l /2) da onda eletromagnética (figura 2-4c). Dizemos então que o meio (neste caso a linha de transmissão, pode ser também a antena) é ressonante com a onda. Chamamos de picos os pontos de máxima intensidade da onda, de nós os pontos onde tem valor nulo e anti-nós os pontos de valor mínimo. Veja que picos, bem como nós e anti-nós, se repetem a cada distância l /2.A onda incidindo e refletindo com picos e nós em posições fixas é conhecida por onda estacionária- OE ("standing wave – SW"). Uma característica importante deste tipo de onda é que ela se reforça, isto é, tendo sempre a mesma fase as várias frentes incidentes e refletidas se superpõem e se somam, aumentando a energia transmitida. Já com ondas não estacionárias ocorre o fenômeno da interferência, diminuindo a energia transmitida.Para uma linha de transmissão longa em comparação ao comprimento da onda eletromagnética l encontramos 4 situações em relação à carga:
2-5 oscilações próprias e casamento de impedância em linha
de transmissão (1) casamento de impedância perfeito: Zo=Zl ( impedância da linha e da carga iguais), e a voltagem do sinal se mantém em um máximo em toda a extensão da linha de transmissão (figura 2-5a). (2) linha sem carga, as extremidades em curto-circuito: Zl=0, semelhante à figura 2-4a, com os nós se repetindo a cada l /2 a partir da origem (figura 2-5b) (3) linha com carga infinita, extremidades abertas: Zl=oO semelhante a figura 2-4b, com os nós se repetindo a cada l /2 a partir de l /4 (figura 2-5c). (4) linha com pequeno descasamento, caso mais real: Zl< Zo ou Zl>Zo, a onda tem a mesma forma de linha sem carga, mas tendo um valor mínimo Vmin diferente de zero como nó (figura 2-5d). Uma das inúmeras aplicações da teoria que acaba de ser exposta é descobrir os nós da linha de transmissão para testar se ela está em curto ou aberta. É preciso ficar claro que a forma senoidal das figuras 2-4 e 2-5 não se referem ao formato do sinal captado na antena, porém a deformações que a onda eletromagnética sofre ao se propagar na linha de transmissão com descasamento de impedância. Imagine, por exemplo, um único pulso se propagando na linha de transmissão: se ela tiver casamento de impedância perfeito sua propagação terá o formato da figura 2-5a, onde Vmax corresponde a sua voltagem de pico, caso contrário ao longo da linha irá sofrendo distorções e assumindo os valores de voltagem registrados nos demais casos das figuras 2-4 e 2-5. |
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