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Telecomunicações

AS ONDAS DE RÁDIO COMO ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Assim como nos telefones, também utilizamos microfones e alto-falantes em uma transmissão de rádio. A diferença do rádio em relação ao telefone convencional advém do fato de que, no rádio, os sinais elétricos gerados no microfone da estação emissora não são transmitidos através de fios até os alto-falantes dos aparelhos receptores.

Figura 16- A antena do radio receptor é atingida por ondas enviadas por muitas estações transmissoras distantes. Quando o ouvinte sintoniza uma das estações, a onda de rádio que ela transmite para o espaço produz ondas elétricas na antena receptora e no circuito interno do rádio. Depois de serem amplificadas, as ondas elétricas são enviadas a um alto-falante que, finalmente, emite sons.

A figura 17 mostra um esquema das transformações de energia envolvidas na comunicação por rádio. Ao transmitir um jogo de futebol pelo rádio, o locutor fala diante de um microfone. Na estação onde se localiza o microfone do locutor, o sinal elétrico é transformado em ondas de rádio, que são espalhadas em todas as direções ao redor de uma antena emissora. Viajando com a velocidade da luz, as ondas de rádio podem ser captadas por uma antena receptora situada a centenas de quilômetros de distância e conectada a um aparelho receptor de rádio. Na antena receptora, as ondas de rádio são transformadas novamente em sinais elétricos. Finalmente, os sinais elétricos são transformados em sinais sonoros no alto-falante do aparelho receptor.

Obviamente, as ondas de rádio não são as únicas usadas na comunicação. Quando falamos diretamente com outra pessoa, sem o uso de quaisquer aparelhos, as informações também são transmitidas na forma de ondas. As ondas que se transmitem através do ar, desde a nossa boca até a orelha da pessoa que nos escuta, são ondas sonoras. As ondas sonoras são ondas mecânicas. Uma onda mecânica é, basicamente, uma vibração transmitida através do ar ou de qualquer outro meio material situado entre o emissor e o receptor da mensagem.

As ondas de rádio, diferentemente, das ondas sonoras ou mecânicas, não se baseiam na vibração de um meio material como o ar ou a água, mas na estreita relação entre a eletricidade e o magnetismo, que discutimos quando tratamos do funcionamento de alto-falantes e microfones. Vimos, nessa ocasião, que os elétrons em movimento no interior de um fio são capazes de produzir um campo magnético ao redor desse fio. Vimos, também, que ao produzir variações em um campo magnético próximo a um fio, podemos induzir o aparecimento de eletricidade no interior desse fio.

Para entender o que são as ondas de rádio devemos trabalhar não apenas com a idéia de campo magnético, mas também com a idéia de campo elétrico. Uma experiência simples pode nos ajudar a entender o que é o campo elétrico. Atritando vigorosamente uma régua de plástico em um tecido de algodão, conseguimos atrair pequenos pedaços de papel picado para a régua. Com o atrito, provocamos o aparecimento de cargas elétricas na superfície da régua. Essas cargas, por sua vez, geram um campo elétrico ao redor da régua. É o campo elétrico gerado ao redor da régua que perturba o estado inicial de repouso dos papeizinhos. A presença dos papeizinhos serve para demonstrar que realmente existe um campo elétrico em torno da régua. O campo elétrico, entretanto, existe independentemente da presença dos papeizinhos.
No interior da antena emissora de uma estação de rádio, existem elétrons que se movem ora para um lado, ora para o outro. Esse movimento de “vai-e-vem” dos elétrons gera tanto campos magnéticos variáveis, quanto campos elétricos variáveis no espaço ao redor da antena emissora. Os campos magnéticos e elétricos variáveis espalham-se em todas as direções no espaço ao redor da antena e constituem a onda de rádio.

Figura 18 - Representação de uma onda eletromagnética constituída por campos elétricos e magnéticos variáveis

Os campos elétricos e magnéticos variáveis gerados pela antena emissora irão produzir movimentos nos elétrons contidos no interior da antena receptora. Assim, o “vai-e-vem” executado pelos elétrons no interior da antena emissora acaba sendo executado pelos elétrons da antena receptora. É essa transmissão de vibrações entre os elétrons das duas antenas que nos permite dizer que as ondas de rádio são ondas eletromagnéticas.

A freqüência do movimento de “vai-e-vem” dos elétrons da antena emissora é exatamente a mesma freqüência do movimento dos elétrons da antena receptora. Normalmente, as freqüências utilizadas nas transmissões de rádio tem um valor que varia desde milhares até milhões de vibrações por segundo [de kilo hertz (KHz) até mega hertz (MHz)].