Curso de electrónica - Parte 15 Oscilações

[José Flor]

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Introdução à electrónica básica
Parte 15
Oscilações

Define-se a onda como sendo uma variação periódica de um estado físico que se propaga na matéria ou no espaço. Existem outros tipos de onda que não podemos ver diretamente, embora, em certas condições, possamos senti-la: é a onda produzida pela perturbação de um campo eletromagnético. É chamada de onda de rádio, onda eletromagnética ou de onda hertziana.

Elementos da onda
Toda onda se caracteriza por três grandezas: amplitude, frequência  e velocidade de propagação. Examinaremos a figura 1.

Figura 1
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a) Elongação
chama-se de elongação a distancia de um ponto qualquer da curva até o eixo dos X. Na figura, Y é a elongação do ponto P.
b) Amplitude
chama-se amplitude à elongação máxima. Na figura a distância do ponto A ao eixo X, assim como o é a distância do ponto C ao eixo X. Para diferencia-las, dizemos que a amplitude de A, que está na região de Y positivo, é positiva, e a de C, por estar na região de Y negativa, é negativa.
c) Fase
Pontos da curva que têm mesma elongação e mesmo sentido são ditos em fase. Assim, os pontos P e P1 da figura estão em fase, porque têm a mesma elongação Y e ambas estão no ramo crescente da curva. Note que o ponto P2 não está em fase com P3.
d) Comprimento de onda
Chama-se de comprimento de onda a distancia entre dois pontos em fase e com a mesma elongação. Assim, as distâncias AE, CG, PP1 e P2P3 de nossa figura representa o comprimento de onda.
e) Crista da onda
Dá-se o nome de crista à amplitude positiva e de vale, a negativa. Os pontos A e C representam, respectivamente, uma crista e um vale. Dadas estas definições preliminares, podemos complementa-las, introduzindo o conceito de frequência  e de velocidade de propagação que, juntamente com a amplitude já definida, afirmamos tratar-se das características fundamentais da onda para o estudo da radiotécnica. Para isso, em vez de considerar o eixo dos X como representativo das distâncias, admitamos que ele represente o tempo. Assim temos:
1º Velocidade da onda
É a velocidade com que um ponto qualquer da onda se desloca. Como a velocidade é a divisão do espaço pelo tempo gasto em percorre-lo, podemos calcula-la com facilidade. De fato suponhamos que a perturbação da onda para ir de O a O1 gastou o tempo t. Então, chamando de v a velocidade, de λ (lambda)a distancia OO1 que, como pode notar, nada mais é que o comprimento de onda, podemos escrever: v = λ / t. Em particular, ao tempo que a onda leva para se deslocar de um comprimento de onda damos o nome de período e o representamos pela letra T; logo, podemos escrever v = λ / T.
2º Frequência
Na figura 2, temos uma onda de velocidade de propagação pequena. Já na figura 3 temos uma onda de velocidade de propagação grande. Na figura 2 a onda tem período de 1 segundo e, a figura 3 tem período de 1/5 de segundo, ou seja, em 1 segundo, ela realizou 5 períodos. Para distinguir a velocidade das ondas, defini-se sua frequência  como sendo o número de períodos (ou ciclos) que a onda efetua em um segundo. A unidade de frequência , ou seja, um ciclo por segundo recebe o nome de Hz (Hertz). Assim diremos que a frequência  da onda da figura 2 é de 1 Hz e a da figura 3 é 5 Hz.

Figura 2 & 3

José António Flor de Sousa