COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS

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Daniel Gama Lameira
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1 LOGO FQA COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS Propagação de um sinal Energia e velocidade de propagação (modelo ondulatório)

2 Transmissão de sinais Sinal - é qualquer espécie de perturbação que seja utilizada para comunicar ou transmitir uma mensagem ou parte dela. Na comunicação de um sinal, existe sempre um emissor (o agente ou fonte que o enviou) e um recetor (a pessoa ou aparelho que o recebe). 2

3 Transmissão de sinais 3

4 Tipos de sinais 4

5 Tipos de sinais 5

6 Tipos de sinais Um sinal é contínuo se for definido para qualquer valor da variável tempo. Um sinal é de curta duração quando se define somente em intervalos de tempo curtos e em instantes isolados- pulsos ou impulsos. 6

7 Propagação de um sinal Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo. A interpretação da propagação de um sinal por meio do modelo ondulatório tem algumas características: A transmissão de um sinal não envolve transferência de matéria; Durante a propagação do sinal há transferência de energia; A velocidade de propagação depende do meio onde esta ocorre. 7

8 Classificação das ondas COMUNICAÇÃO Curtas distâncias Longas distâncias Ondas mecânicas Ondas eletromagnéticas 8

9 Ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas não necessitam de meio material para se poderem fazer sentir. 9

10 Ondas mecânicas As ondas mecânicas necessitam de meio material (ex: sólido, líquido ou gasoso) para se poderem fazer sentir (não se propagam no vazio). Ondas do mar Ondas sísmicas Som Ondas simulação 10

11 Ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas Semelhanças Propagam-se em meios materiais Velocidade diferentes em diferentes meios de propagação Representam-se por ondas caracterizadas por frequências e c.d.o Detetam-se com sensores Diferenças As ondas mecânicas não se propagam no vazio Ondas mecânicas: a velocidade de propagação aumenta com a densidade do meio, ao contrário das ondas eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas têm frequências muito superiores Os sensores utilizados são diferentes 11

12 Quanto ao modo de propagação: Ondas Transversais Nas ondas transversais a direção de propagação de onda é perpendicular à direção de vibração. Exemplos: ondas em cordas, ondas eletromagnéticas. Tipos de ondas 12

13 Quanto ao modo de propagação: Ondas Longitudinais Nas ondas longitudinais a direção de propagação de onda é a mesma que a da vibração. Exemplo: ondas sonoras. Simulação ondas longitudinais 13

14 Características das ondas Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas: T período λ comprimento de onda A amplitude f frequência v - velocidade 14

15 Período Período (T) é o intervalo de tempo decorrido entre dois pulsos consecutivos. É igual ao período de oscilação do emissor e, consequentemente, depende apenas deste. Unidade SI - segundo (s). 15

16 Comprimento de onda Comprimento de onda (λ) é a distância que a onda avança ao fim de um período. É a menor distância que separa duas partículas do meio de propagação que estão na mesma fase de oscilação. Depende do meio de propagação. Unidade SI - metro (m). 16

17 PROPAGAÇÃO POR ONDAS 17

18 ONDAS Frequência (f) Número de oscilações por unidade de tempo. Depende da frequência da fonte emissora. Unidade SI - hertz (Hz) ou s

19 ONDAS Número de ondas ( ) Número de ondas por unidade de comprimento Unidade SI metro menos um (m -1 ); Amplitude (A) Desvio máximo em relação à posição de equilíbrio. Depende da amplitude da fonte emissora. Unidade SI - metro (m). Velocidade de propagação (v) Quociente da distância percorrida pelo intervalo de tempo. Unidade SI metro por segundo (m/s). 19

20 ONDAS ALGUMAS RELAÇÕES 1 1 v = f = = T T ( m/s ) ( Hz ) ( m -1 ) 20

21 Velocidade de propagação A velocidade de propagação da onda é v d t então pode ser escrita como 1 f T v T então v. f Como a velocidade da onda é constante num dado meio, a frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais. 21

22 Velocidade de propagação 22

23 Velocidade de propagação A velocidade de propagação do som no ar depende de: -temperatura; -Humidade. Não depende das características do som emitido. V(sólidos) >V(líquidos) >V(gases) 23

24 Sinal harmónico e onda harmónica Um sinal harmónico está associado a uma perturbação do meio que provoca a oscilação livre das suas partículas em torno de uma posição de equilíbrio. As partículas adquirem movimento oscilatório harmónico simples. acetato Mola em movimento harmónico simples 24

25 Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias, 2, 3, n (sendo n um número inteiro) oscilam em concordância de fase. 25

26 Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias: /2, 3 /2, 5 /2, (2n 1). /2 (sendo n um número inteiro) oscilam em oposição de fase. 26

27 Sinais harmónicos simples Os movimentos harmónicos simples podem ser descritos pela função: x elongação, ou afastamento da fonte emissora em relação à posição de equilíbrio. Unidade SI- metro (m) x = A.sinω.t A - amplitude de oscilação. Unidade SI- metro (m) ω velocidade angular ou frequência angular. Unidade SI- radiano por segundo (rad.s -1 ) t tempo de propagação Unidade SI- segundo (s) 27

28 Sinais harmónicos simples A frequência angular está relacionada com a frequência das oscilações por: e com o período por ω = 2.π.f ω = 2. T A amplitude de onda está relacionada com a intensidade do sinal emitido. Um sinal é tanto mais intenso quanto maior for a sua amplitude. 28

29 Sinais harmónicos simples Uma onda harmónica ou sinusoidal é a propagação, no espaço e no tempo, de um sinal harmónico ou sinusoidal. Uma onda harmónica ou sinusoidal, como qualquer onda periódica, apresenta: -periodicidade no tempo (T); -periodicidade no espaço (λ). 29

Sinais harmónicos simples A onda harmónica é caracterizada por: - Frequência, f, igual à frequência de oscilação da fonte emissora do sinal; - Amplitude, A elongação máxima; - Período, T, igual ao

30 Sinais harmónicos simples A onda harmónica é caracterizada por: - Frequência, f, igual à frequência de oscilação da fonte emissora do sinal; - Amplitude, A elongação máxima; - Período, T, igual ao período de oscilação da fonte emissora. -Comprimento de onda, λ, distância entre dois pontos consecutivos que se relaciona com o período através da velocidade de propagação. v d t Como e como Δt = T e d = λ então v T 30

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