T E O R I A     (Referencial Físico Matemático)
Imprimir Imprimir

Nota do Autor

As aplicações das Ondas Eletromagnéticas nas Engenharias são amplas o suficiente para não ser possível a exploração de todas as suas modalidades no presente estudo. Portanto, aqui se optou por focar mais de perto as aplicações das Ondas Eletromagnéticas na Ciência da Eletrônica e nos Meios de Comunicação de Massa. Sugere-se que outro título dessa coleção seja visitado e explorado, a fim de que os temas aqui tratados possam ser ainda mais ampliados e aprofundados.
No Portal do Professor - MEC, procure por: Ondas Eletromagnéticas: Aplicações na Engenharia.



1. POPULARIZAÇÃO DAS RADIOCOMUNICAÇÕES

Guglielmo Marconi chegou a Londres onde requereu uma patente do transmissor e receptor de radiocomunicações, recebendo-a. No ano seguinte seguiu para Nova York onde repetiu também obteve patente similar. Ainda em Londres foi fundada com sua ativa participação a Companhia Marconi, com o fim de explorar comercialmente, as patentes do "inventor". A referida companhia, sendo uma organização exclusivamente comercial, fundada com fins lucrativos, possibilitou um rápido aproveitamento do novo sistema de comunicações, popularizando e divulgando o interesse pelas radiocomunicações em geral.

Neste sentido não podem, sem dúvida alguma, ser negados grandes méritos a Guglielmo Marconi pelo seu pioneirismo e sua inteligência no aproveitamento das possibilidades. Em 1899, teve sucesso na transmissão sem fios do código Morse através do canal da Mancha. Dois anos mais tarde, conseguiu que sinais radiotelegráficos (a letra S do código Morse) emitidos da Inglaterra, fossem escutados claramente em St. Johns, no Labrador, atravessando o Atlântico Norte. A partir daí, fez muitas descobertas básicas na técnica radio. Em 1909, recebeu, com Karl Ferdinand Braun, o Prêmio Nobel de Física.

Em Outubro de 1943, a Suprema Corte dos EUA considerou ser falsa a reclamação de Marconi que afirmava nunca ter lido as patentes de Nicolas Tesla e considerou que não houvesse nada no trabalho de Marconi que não tivesse sido anteriormente descoberto por Tesla. Infelizmente, Tesla tinha morrido nove meses antes. No entanto, e muito embora Marconi não tenha sido o inventor de nenhum dispositivo em particular (ao usar a bobina de Ruhmkorff e um faiscador na emissão, repetiu Hertz, e usou o Coesor de Branly na recepção, acrescentando a antena de Popov a ambos os casos), parece ser possível afirmar que Marconi é, na verdade, o inventor da rádio. Ninguém, antes dele, teve a idéia de usar as ondas hertzianas com o objetivo da comunicação (exceto Landell de Moura, um padre brasileiro, geralmente esquecido na história da invenção do rádio).

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Guglielmo_Marconi

2. A INVENÇÃO DA PALAVRA TELEVISÃO

Televisão significa, literalmente, "ver à distância". Constantin Perskyi havia cunhado o termo televisão em um papel, para lê-lo no Congresso Internacional de Eletricidade na Feira Mundial Internacional em Paris em 25 de agosto de 1900. Perskyi revisou o papel das tecnologias eletromecânicas existentes, mencionando o trabalho de Nipkow e outros. A fotocondutividade do elemento químico Selênio associado à idéia do disco de Nipkow foram repensados para uso prático na transmissão eletrônica de imagens fixas e fotografias, afetando as tecnologias que no futuro - década de 20 - passariam a ser utilizadas para a transmissão de sinais de televisão.


3. TRANSMISSÃO DE VOZ PELO RÁDIO
Roberto Landell de Moura (1861 - 1928), padre e cientista brasileiro, foi pioneiro na transmissão da voz, utilizando equipamentos de rádio de sua construção, patenteados no Brasil em 1901, e, posteriormente, nos Estados Unidos em 1904. Landell transmitiu a voz humana por meio de dois veículos. O primeiro, um transmissor de ondas eletromagnéticas que utilizava um microfone eletromecânico, de sua invenção; este microfone recolhia as ondas sonoras através de uma câmara de ressonância, onde um diafragma metálico abria e fechava o circuito do primário de uma bobina de Ruhmkorff, e induzia no secundário dessa bobina uma alta tensão, que era irradiada ou através de uma antena, ou de duas esferas centelhadoras. A detecção era feita por dispositivos que foram sendo melhorados ao longo do tempo. O segundo meio utilizado pelo cientista era através do aparelho de telefone sem fio, que utilizava a luz como uma onda portadora da informação de áudio. Neste aparelho, as variações das pressões acústicas da voz do locutor eram transformadas em variações de intensidade de luz, de acordo com as ondas de voz, que eram captadas em seu destino por uma superfície parabólica espelhada, em cujo foco havia um dispositivo cuja resistência elétrica variava segundo as variações da intensidade de luz. No circuito de detecção havia apenas o dispositivo fotossensível, uma chave, um par de fones de ouvido e uma bateria. Por utilizar a luz como meio de transporte de informação, Landell é considerado um dos precursores das fibras ópticas.


4. PADRE LANDELL DE MOURA: UM BRASILEIRO NOTÁVEL

O padre Roberto Landell de Moura nasceu no centro da cidade de Porto Alegre (RS - Brasil), em 1861. Realizou os seus primeiros estudos em Porto Alegre e São Leopoldo, antes de seguir para a Escola Politécnica do Rio de Janeiro. Em companhia do irmão Guilherme, seguiu para Roma, matriculando-se a 22 de março de 1878, no Colégio Pio Americano e na Universidade Gregoriana, onde estudou física e química.

Completou sua formação eclesiástica em Roma, formando-se em Teologia, e foi ordenado sacerdote em 1886. Quando voltou ao Brasil, substituiu algumas vezes o coadjutor do capelão do Paço Imperial, no Rio de Janeiro, e manteve longos diálogos científicos com D. Pedro II. Depois disso, serviu em uma série de cidades dos Estados do Rio Grande do Sul e de São Paulo: Porto Alegre, Uruguaiana, Santos, Campinas e São Paulo. No Brasil, como autodidata, continuou seus estudos e realizou as suas primeiras experiências públicas na cidade de São Paulo, no final do século XIX. O Exército Brasileiro em homenagem ao insigne cientista gaúcho concedeu em 2005 a denominação histórica de "Centro de Telemática Landell de Moura" ao 1° Centro de Telemática de Área, organização militar de telecomunicações situada na cidade de Porto Alegre.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Landell_de_Moura


5. A INVENÇÃO DA VÁLVULA ELETRÔNICA E A REVOLUÇÃO DO TRANSISTOR


Lee De Forest (1873 - 1961) nasceu em Iowa, USA. Ele recebeu o grau de doutor em Filosofia da Universidade de Yale, em 1899, a respeito da reflexão das ondas eletromagnéticas. Suas duas invenções, a válvula eletrônica e a válvula utilizada em cinema, são consideradas as mais importantes.
Por volta do ano de 1948, três cientistas que trabalhavam nos laboratórios da Bell Telephone e estavam envolvidos em verificar algumas aplicações tecnológicas para um material semicondutor, o Germânio John Bardeen, Walter Houser Brattain e William Bradford Shockley inventaram o transistor, apresentando-o em funcionamento em 23 de dezembro de 1947. Esses cientistas receberam o prêmio Nobel da Física em 1956.
O transistor, fundamentalmente, fazia o equivalente a um tríodo, a válvula eletrônica que, aquela altura, era amplamente empregada nos equipamentos de rádio, televisão e outros equipamentos. Mas a revolucionária diferença estava em alguns pontos, comparativos com as válvulas:

  • Tamanho: os transistores (sem estarem encapsulados) são, em média, de cem a mil vezes menores;
  • Consumo de energia elétrica: os transistores gastam centenas de vezes menos energia;
  • Energia térmica dissipada: os transistores dissipam muito pouco calor, se comparados às válvulas eletrônicas;
  • Integração em escala: transistores podem ser interligados com muito maior facilidade, ocupando muito menos espaço e oferecendo menor complexidade nos circuitos.
    • Tamanhos comparativos (valores aproximados) entre a válvula eletrônica (à esquerda) e os transistores feitos de Silício: economia de energia, espaço e custos.


    6. TRANSDUTORES DE IMAGEM E SOM


    Um transdutor é um dispositivo que permite transformar energia de uma modalidade em outra. Por exemplo, uma lâmpada elétrica é um transdutor que tem em sua entrada energia elétrica e, em sua saída, energia luminosa e térmica. Certamente, normalmente não se utiliza uma lâmpada para aquecer, a não ser em estufas, tratamento fisioterápico e outras aplicações, mas o fato é que, além da energia luminosa que se quer, também aparece o subproduto, que é a energia térmica. Outro transdutor é um gerador elétrico, que, em síntese, transforma energia mecânica (movimento) em energia elétrica (eletricidade), corriqueiramente chamados dínamos.

     


    Um sistema de amplificação básica de áudio pode ser visto no esquema: nele, um locutor utiliza um microfone para se comunicar com uma grande platéia e pretende ser ouvido por todos. Observe que a saída do microfone é ligada a um amplificador eletrônico e este a um sistema de alto falantes, garantindo a boa transmissão sonora aos ouvintes.

    7. FUNCIONAMENTO ELEMENTAR DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO-RECEPÇÃO DE RÁDIO

    O objetivo essencial de um sistema de transmissão-recepção de rádio é permitir que informações, aqui entendidas como música, notícias, chamadas etc., possam chegar aos chamados ouvintes.
    O sistema se baseia nas leis físicas do Eletromagnetismo, mas também incorpora outras fontes de conhecimento e tecnologias, como a Eletrônica, a Acústica etc.


    8. FUNCIONAMENTO ELEMENTAR DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO-RECEPÇÃO DE TELEVISÃO

    O processo de transmissão e recepção de sinais de televisão, em essência, não é diferente da transmissão e recepção de rádio. No entanto, algumas características devem ser destacadas, como próprias para a TV.
    Em primeiro lugar, as freqüências de transmissão são mais elevadas que para o rádio, estando situadas aproximadamente entre 106 e 109 Hz. Para essas freqüências os circuitos eletro-eletrônicos apresentarão algumas características próprias, como os formatos das antenas de transmissão e recepção, a complexidade maior uma vez que a televisão também é um sistema de transmissão de rádio que deve ser sincronizado ao vídeo.
    Os sinais de vídeo, que no Brasil até o final dos anos 1960 eram transmitidos em preto e branco, passaram a ser enviados também a cores, inaugurando a chamada TV a Cores. Era uma inovação surpreendente para a época. Isso significava que as informações que trafegavam, suportadas em ondas eletromagnéticas, exigiam cada vez mais tecnologia e circuitos sofisticados para serem se transformarem em imagem e som de qualidade em cada televisor.

    Na televisão, além das informações estruturais de cada imagem, devem também ser informadas as cores e o áudio que geralmente a acompanha. Para captar as imagens as câmeras de TV foram sendo continuamente aperfeiçoadas. A luz que chega até elas é concentrada através de lentes apropriadas que levam as ondas eletromagnéticas até uma região sensível, interna da câmera. Cada ponto de luz deve ser lido e interpretado por uma varredura eletrônica, um feixe de elétrons que é gerado e cuja posição, intensidade e brilho (conjunto chamado de pixel) devem ser conservados. Através de um circuito eletrônico de varredura, estas informações são transformadas em sinais elétricos e percorrem um longo caminho até chegarem à antena de transmissão da emissora de TV. O sinal composto de televisão, como é chamado, também é transportado por uma onda eletromagnética portadora, que se irradia para o espaço.

    No entanto, quanto maior a freqüência de oscilação da onda portadora, menos ela se reflete na atmosfera, de modo que o alcance dos sinais de televisão é relativamente curto, exigindo que as chamadas estações repetidoras os amplifiquem e os redistribuam para mais e mais longe. Há, no entanto, um limite físico para isso, ainda mais quando se trata de países com vasta área territorial como o Brasil. Neste caso, desde a década de 60 do século XX, com a tecnologia dos satélites de transmissão, os sinais de televisão puderam ser distribuídos pelo mundo inteiro, através de convênios firmados entre as emissoras de vários países. É este o momento em que o mundo começa a ser percebido como uma "aldeia global", isto é, uma grande aldeia humana mundialmente conectada através das redes de satélites, por meio das ondas eletromagnéticas.

    A partir do século XXI as transmissões de televisão ganham novo contorno, com a chegada das tecnologias digitais. A qualidade das transmissões é ainda mais elevada, permitindo que aparelhos de televisão concebidos e produzidos a partir de tecnologias digitais exibam imagem e som com extraordinária fidelidade e com dimensões que vão desde uma tela do tamanho de um relógio, ou de um celular, a telas que ultrapassam uma centena de polegadas de diâmetro. Além disso, os computadores domésticos também podem exibir programas de rádio e televisão digital, de modo que se registra um aumento notável nos meios de comunicação de massa.
    No fechamento deste software dedicado ao ensino de física, as pesquisas com a televisão em três dimensões (3D) a laser já é uma realidade nos centros de pesquisa e desenvolvimento de algumas empresas dedicadas ao segmento das comunicações e, no decorrer do tempo, deverão chegar às instituições e às casas dos telespectadores.

    A propósito, o conceito de espectador "passivo" está se transformando para outra modalidade que poderia ser chamada de Teleinteragente, isto é, a televisão está deixando de ser um veículo unidirecional cujos programas vêm prontos e fechados, para serem escolhidos pelos teleinteragentes.
    A integração das mídias digitais já propicia possibilidades inovadoras: celulares recebem programas de televisão digital e computadores permitem o acesso a várias emissoras que já transmitem segundo esta tecnologia. Como o futuro se apresenta não se sabe ao certo, mas as possibilidades oferecidas pela integração das tecnologias por via digital, aponta para um mundo onde as Telecomunicações e as comunicações pessoais alcançarão padrões inovadores, na eterna busca de soluções a problemas de toda ordem, empreendida pelas pessoas, em todos os tempos, em todos os lugares.




    A partir do século XXI, as transmissões de televisão ganham novo contorno com a chegada das tecnologias digitais. A qualidade das transmissões é ainda mais elevada, permitindo que aparelhos de televisão concebidos e produzidos a partir de tecnologias digitais exibam imagem e som com extraordinária fidelidade e com dimensões que vão desde uma tela do tamanho de um relógio, ou de um celular, a telas que ultrapassam uma centena de polegadas de diâmetro. Além disso, os computadores domésticos também podem exibir programas de rádio e televisão digital, de modo que se registra um aumento notável nos meios de comunicação de massa.

    REFERÊNCIAS

    • CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física Vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.
    • CARVALHO NETO, C. Z.; MELO, M. T. E agora, professor? Por uma pedagogia vivencial. São Paulo: Instituto para a Formação Continuada em educação (IFCE), 2004.
    • CARVALHO NETO, C. Z. Espaços ciberarquitetônicos e a integração de mídias, por meio de técnicas derivadas de tecnologias dedicadas à educação. Dissertação (Mestrado em Educação Científica e Tecnológica) - Programa de Pós-Graduação em Educação Científica e Tecnológica da Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2006.