Materiais para Telecomunicação - Apostilas - Fisca, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)
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Brigadeiro6 de Março de 2013

Materiais para Telecomunicação - Apostilas - Fisca, Notas de estudo de Física. Universidade do Estado do Amazonas (UEA)

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Apostilas de Física sobre o estudo dos materiais para Telecomunicação, métodos de transmissão, telefones fixos,e móveis, rádio.
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Hoje em dia as telecomunicações estão sendo cada vez mais sendo usadas pela população,tanto para a literal comunicação,como também para o próprio lazer.São disputadas as tecnologias,sendo que a cada estudo desenvolvem-se mais formas,e atrativos da mesma,como por exemplo a fibra óptica,informações digitalizadas,ondas eletromagnéticas ou cabos tradicionais.

Todos os itens citados são métodos de transmissão de imagem e som.

Cabos Elétricos: Um cabo é um segmento fino, cilíndrico, flexível e alongado de um certo material de acordo com sua função Na eletrônica são usados cabos distintos para tanto transportar energia elétrica quanto informação. São feitos de metal, em geral cobre, revestido de plástico ou borracha isolante. Os materiais condutores mais utilizados são; alumínio e cobre. O primeiro tem seu uso em aplicações mais especificas.O mais utilizado é o cobre por ter a melhor relação custo benefício.São geralmente usados em redes de telefonia,ou na condução de TV por assinatura

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Fibra óptica: Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias.

Se você olhar bem de perto uma única fibra óptica, verá que ela possui as seguintes partes:

núcleo - minúsculo centro de vidro da fibra, no qual a luz viaja;

interface - material óptico externo que circunda o núcleo e reflete a luz de volta para ele;

capa protetora - revestimento plástico que protege a fibra de danos e umidade.

A Fibra óptica pode ser usada na transmissão de sinal de dados,-e muito usada- para a internet de alta velocidade TV digital e outros.

Ondas Eletromagnéticas: Onda eletromagnética são uma combinação de um campo elétrico e um campo magnético, esses campos se propagam numa mesma direção porém em planos ortogonais.Ou seja uma variação no campo magnético induz um campo elétrico e vice-versa, portanto numa onda eletromagnética o campo elétrico é gerado pelo campo magnético que por sua vez é gerado pelo campo elétrico, ambos se nutrindo num arranjo perfeito. Toda onda eletromagnética se propaga, no vácuo, com a velocidade da luz, ou seja, cerca de 300.000 km/s e na superfície terrestre com uma velocidade muito próxima à esta, as comunicações com satélites, ondas de celular e a luz se dão através de ondas eletromagnéticas.

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Ondas eletromagnéticas - produzidas pela vibração de cargas elétricas (não necessita de meio material para se propagar).

Telefones fixos,e móveis:

Telefones fixos são compostos basicamente de cabos telefônicos metálicos e fibras ópticas.Foram inventados pelo americano alexander Graham Bell.

O funcionamento baseia-se em ondas sonoras que penetram no bocal do fone e agitam um microfone com carvão granulado atrás de uma fina lâmina de metal,chamada de diafragma.Os grânulos absorvem as ondas sonoras e começam a vibrar,oque lhes altera a rsistência á passagem da corrente elétrica,então resultando uma corrente elétrica variável,ou seja de sinais de energia fracos que são conduzidos por cabos a longas distâncias para uma central telefonica que retransmite sinais parecidos para o outro telefone.Os sinais elétricos passam então para o auricular,onde há um eletroímã.Consequentemente um diafragma de aço começa a vibrar.Sons então são transmitidos com características parecidas aos originais.

Telefones móveis:

Foram inventados em 1973 por Martin Cooper.

Primeiro o telefone localiza a estação base com o sinal mais forte e requisita um canal. A estação base permite o acesso ao canal e a chamada é então aceita. A chamada é então enviada para a rede do telefone local se for para um telefone comum, caso contrário ela será transmitida pela rede do celular.É então enviada para o seu destino pela rede do telefone.

Televisão e rádio:

Televisão: A televisão é um poderoso meio de comunicação,sendo altamente influente nas opiniões da sociedade,sem contar no lazer que proporciona á diversas famílias,sendo hoje considerada um item indispensável para um ser humano.

A primeira transmissão de televisão foi feita na Alemanha em 1935,na qual a Torre Eiffel foi usada como antena transmissora.No Brasil porém,só foi feito o uso da televisão primeiramente em 3 de abril de 1950 graças a Assis Chateaubriand,podendo apenas ser vista em algumas regiões de SP.Após este fato,foi então implantada a TV Tupi de SP.

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As transmissões na época eram consideradas difíceis e muito caras,sendo itens de burguesia,além da imagem ser ainda em preto e branco,e os televisores não terem modelos desenvolvidos.A primeira imagem colorida foi transmitida nos EUA a partir de três cores primárias: vermelho,verde e azul.

O funcionamento da televisão depende da transmissão de ondas eletromagnéticas,por parte da estação transmissora que conta com múltiplos equipamentos e antenas.Tais ondas são captadas pela antena do aparelho televisor que esta conectado a um detector acoplado a um canhão (ou tubo) de elétrons.Os elétrons são gerados e se propagam pelo vácuo existente no interior do tubo,atingindo uma camada de grânulos de fósforo.Os grânulos produzem pequenos pontos brilhantes e coloridos que,somados,formam a imagem na tela do televisor.

Rádio

* Segundo alguns autores, a tecnologia de transmissão de som por ondas de rádio foi desenvolvida pelo italiano Guglielmo Marconi, no fim do século XIX, mas a Suprema Corte Americana concedeu a Nikola Tesla o mérito da criação do rádio, tendo em vista que Marconi usara 19 patentes de Tesla em seu projeto.

* Na mesma época em 1893, no Brasil, o padre Roberto Landell de Moura também buscava resultados semelhantes, em experiências feitas em Porto Alegre, no bairro Medianeira, onde ficava sua paróquia. Ele fez as primeiras transmissões de rádio no mundo, entre a Medianeira e o morro Santa Teresa.

* Primeiras tranmissões:O início da história do rádio foi marcado pelas transmissões radiofônicas, sendo a transcepção utilizada quase na mesma época. Consideram alguns que a primeira transmissão radiofónica do mundo foi realizada em 1906, nos EUA por Lee de Forest experimentalmente para testar a válvula tríodo.

* No Brasil, a primeira transmissão foi realizada no centenário da Independência do Brasil, em 7 de setembro de 1922, em que o presidente Epitácio Pessoa, acompanhado pelos reis da Bélgica, Alberto I e Isabel, abriu a Exposição do Centenário no Rio de Janeiro. O discurso de abertura de Epitácio Pessoa foi transmitido para receptores instalados em Niterói, Petrópolis e São Paulo, através de uma antena instalada no Corcovado. No mesmo dia, à noite, a ópera O Guarani, de Carlos Gomes, foi transmitida do Teatro Municipal para alto-falantes instalados na exposição, assombrando a população ali presente. Era o começo da primeira estação de rádio do Brasil: a Rádio Sociedade do Rio de Janeiro. Fundada por Edgar Roquette-Pinto, a emissora foi doada ao governo em 1936 e existe até hoje, mas com o nome de Rádio MEC.

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O rádio é um sistema de comunicação através de onde ondas eletromagnéticas propagadas no espaço, que por serem de comprimento diferente são classificadas em ondas curtas de alta frequência e ondas longas de baixa frequência, assim, utilizadas para fins diversos como televisão, radio, avião, etc.

Os sistemas de radiocomunicação normais são formados por dois componentes básicos:

* Transmissor – composto por um gerador de oscilações, que converte a corrente elétrica em oscilações de uma determinada frequência de rádio; um transdutor que converte a informação a ser transmitida em impulsos elétricos equivalentes a cada valor e um modulador, que controla as variações na intensidade de oscilação ou na freqüência da onda portadora, sendo efetuada em níveis baixo ou alto. Quando a amplitude da onda portadora varia segundo as variações da freqüência e da intensidade de um sinal sonoro, denomina-se modulação AM. Já quando a freqüência da onda portadora varia dentro de um nível estabelecido a um ritmo igual à frequência de um sinal sonoro, denomina-se modulação FM;

* Receptor – Tem como componentes principais: a antena para captar as ondas eletromagnéticas e convertê-las em oscilações elétricas; amplificadores que aumentam a intensidade dessas oscilações; equipamentos para desmodulação; um alto-falante para converter os impulsos em ondas sonoras e na maior parte dos receptores osciladores para gerar ondas de radiofrequência que possam se misturar com as ondas recebidas.

* Resumindo: Nossos aparelhos de rádio nada mais são que radiorreceptores capazes de selecionar a frequência de ondas transmitidas,convertenso-as em sinais elétricos para o alto- falante,que,por sua vez,converte tais sinais em ondas sonoras.

Parabólicas e satélites:

Parabólicas basicamente são constituidas por duas partes a parábola (semelhante a um guarda- chuva aberto) e o ponto focal que é um tipo de haste que se localiza no ponto geométrico da parábola.

As antenas parabólicas podem ser usadas como antenas transmissoras ou como antenas receptoras. Nas antenas parabólicas transmissoras o reflector parabólico reflete a onda electromagnética gerada por um dispositivo radiante que se encontra localizado no foco do reflector parabólico, e as frentes de ondas que gera saem deste reflector em forma mais coerente que outro tipo de antenas, enquanto nas antenas receptoras o reflector parabólico concentra a onda incidente em seu foco onde também se encontra um detector. Normalmente estas antenas em redes de microondas operam em forma full duplex, isto é, transmitem e recebem simultaneamente

As antenas parabólicas costumam ser utilizadas a frequências altas e têm um ganho elevado.

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Satélites: O primeiro satélite artificial foi o Sputnik, lançado pela União Soviética em 4 de outubro de 1957. O lançamento colocou a URSS na frente da corrida espacial e iniciou a corrida espacial, uma das competições mais acirradas da Guerra Fria. Pesando cerca de 84 kg foi feito pelos soviéticos e emitia sons em determinadas freqüências. Meses depois os americanos lançaram seu primeiro satélite, o Explorer 1, que só pesava 14 kg e foi capaz de descobrir o Cinturão de Van Allen, um cinturão magnético que protege a Terra da radiação solar.

Os satélites de comunicações são satélites que retransmitem sinais entre pontos distantes da Terra. Estes satélites servem para retransmitir dados, sinais de televisão, rádio ou mesmo telefone. Os chamados telefones por satélite baseiam-se numa rede Iridium, uma rede de satélites de baixa altitude.

Os satélites científicos são utilizados para observar a Terra ou o espaço ou para realizar experiências em microgravidade. Os satélites de observação da Terra permitem estudar as mudanças climáticas, para estudar os recursos naturais, para observar fenómenos naturais, para o mapeamento de cidades e até para a espionagem (alguns foto-satélites tem o poder de aproximação de 1m de dimensão mas existem especulações de satélites secretos com maior poder de aproximação).

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