Conceitos Fundamentais – Aula 3

1. Conceitos Fundamentais – Aula 3

2. Propagação de Ondas em Dieléctricos • Ângulo de perdas do dieléctrico: • O efeito das perdas (pequenas) traduz-se no aparecimento de  mas β fica praticamente inalterado em relação ao caso  = 0.

3. Impedância característica num bom dieléctrico • Num dieléctrico com fracas perdas, a pequena componente de perdas vai fazer aparecer uma pequena componente reactiva na impedância característica.

4. direcção de propagação (normal ao plano de fase constante) Propagação num Bom Condutor • A onda é muito atenuada á medida que se propaga no meio condutor e a sua desfasagem por unidade de comprimento também é muito elevada. • A velocidade de fase é muito pequena

5. Impedância característica num bom condutor • Num bom condutor em radio frequência a taxa de atenuação é muito elevada e a onda só penetra uma distância curtíssima, sendo rapidamente reduzida a um valor insignificante. • δ – profundidade na qual a onda já foi atenuada de 1/e (~ 37% do valor inicial) Cobre 1MHz 0.0667 mm 100 MHz 0.00667 m Água do Mar 1MHz 25 m Água 1MHz 7.1 m

6. Propagação de Ondas em Dieléctricos • Ângulo de perdas do dieléctrico: • O efeito das perdas (pequenas) traduz-se no aparecimento de  mas β fica praticamente inalterado em relação ao caso  = 0.

7. Impedância característica num dieléctrico • Num dieléctrico com fracas perdas, a pequena componente de perdas vai fazer aparecer uma pequena componente reactiva na impedância característica.

8. direcção de propagação (normal ao plano de fase constante) • Propagação num Bom Condutor • A onda é muito atenuada á medida que se propaga no meio condutor e a sua desfasagem por unidade de comprimento também é muito elevada. • A velocidade de fase é muito pequena

9. Impedância característica num bom condutor • Num bom condutor em radio frequência a taxa de atenuação é muito elevada e a onda só penetra uma distância curtíssima, sendo rapidamente reduzida a um valor insignificante. • δ – profundidade na qual a onda já foi atenuada de 1/e (~ 37% do seu valor inicial) • Cobre 1MHz 0.0667 mm • 100 MHz 0.00667 mm • Água do Mar 1MHz 25 m • Água 1MHz 7.1 m

10. Dispersão num Meio com Perdas O vector de onda num meio com perdas é complexo A normal à frente de onda (plano de fase constante)

11. Éa razão entre a densidade de corrente de condução e a densidade de corrente de deslocamento. Bons condutores (como os metais) Mica (em frequências de audio e radiofrequência) Condutores e Dieléctricos corrente de condução corrente de deslocamento Bons dieléctricos (ou isoladores)

13. O campo eléctrico de uma onda é dado por: Estude as características de propagação da onda na água do mar : • Calcule a cte de atenuação • Cte de fase • Impedância da onda no mar • Velocidade de fase • Profundidade de penetração • b) Determine a distância ao fim da qual a amplitude do campo é 1% do valor que tinha em z=0. • c) Escreva as expressões de em z = 0.8m

14. a) Propagação no ar Comprimento de onda: Velocidade de fase: c = 3 x 108 m s Impedância característica

15. b) Propagação na água do mar Mar: Constante de atenuação Constante de fase Impedancia característica Comprimento de onda Profundidade de penetração Velocidade de fase

16. Campo à distância de 0.5 m → Na água do mar a amplitude do campo reduz-se a 1% do seu valor inicial ao fim de 0.5 m → A desfasagem entre o campo eléctrico e magnético é de 45º no mar e 0º no ar

17. Propagação no ar e no mar • As características de propagação de uma onda electromagnética a propagar-se no ar e na água do mar são substancialmente diferentes. • A onda atenua-se rapidamente na água do mar e não sofre atenuação no ar. • O campo eléctrico e magnético estão em fase no ar e desfasados de /4 no mar. • Mesmo em baixas frequências, a comunicação de longa distância com submarinos é muito difícil.