Como tudo começou

Neste post será abordada a origem e os primeiros experimentos relacionados às ondas eletromagnéticas, que são o meio utilizado para trafegar informações (imagem, som e dados) pelos sistemas wireless que conhecemos atualmente (rádio, TV, celulares, internet sem fio, etc.).

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Maxwell e o campo eletromagnético

James Clerk Maxwell (13/06/1831 – 05/11/1879) foi um físico e matemático escocês, que se destaca entre outros cientistas de sua época como o que contribuiu mais significativamente com a teoria do eletromagnetismo.

Figura 1 - James Clerk Maxwell

O conjunto de equações apresentadas por Maxell demonstram que a eletricidade, o magnetismo e até a luz, são visões de um mesmo fenônemo: o campo eletromagnético.

Seu trabalho demonstrou que campos elétricos e mangéticos transitam pelo espaço a uma velocidade constante: A velocidade da luz.

A teoria do eletromagnetismo desenvolvida por Maxwell foi publicada em 1865 e levou muitos cientistas e tentar comprovar essa teoria, através da geração e detecção de ondas eletromagnéticas.

A experiência de Hertz

Um dos cientistas levados a comprovar a teoria de Maxwell sobre os campos eletromagnéticos foi o físico alemão Heinrich Rudolf Hertz (22/02/1857 - 01/01/1894).

Figura 2 - Heirich Rudolf Hertz

Em 29 de novembro de 1888 ele realizou uma experiência no laboratório de física da Universidade Técnica Superior de Karlsruhe que comprovou a existência das ondas eletromagnéticas. Ele construiu um circuito oscilador composto por um indutor e um capacitor (circuito LC), excitado através de uma chave e uma bateria. Neste circuito havia também um centelhador (composto por esferas metálicas espaçadas de 1cm (um centímetro). Toda vez que o circuito LC era excitado, eram produzidas faíscas no centelhador.

Próximo a este circuito, Hertz montou um outro centelhador composto apenas por uma espira de fio e uma esfera. Uma das extremidades do fio de cobre estava conectado à esfera metálica e a outra extremidade era segurada por um dispositivo mecânico que possibilitava ajustar a proximidade da mesma com a esfera conectada à outra extremidade. A Figura 3 mostra um diagrama da experiência de Hertz.

Figura 3 - Diagrama da experiência de Hertz

Desta maneira, Hertz comprovou que quando produzia centelhas com o circuito oscilador (circuito LC), surgiam centelhas entre a esfera e a extremidade do fio da espira receptora (a distância entre eles era de alguns décimos de milímetro). A esse fenômeno observado, atribuiu como causa as ondas eletromagnéticas.

O primeiro telégrafo sem fios

Cerca de oito anos após os estudos e comprovações de Hertz, Guglielmo Marconi (25/04/1874 - 20/07/1937), um físico Italiano, desenvolveu em 1896 um sistema prático de telégrafo sem fios. Mudou-se para os Estados Unidos no mesmo ano devido ao fato do desinteresse da Itália por suas experiências.

Figura 4 - Guglielmo Marconi

Em 1899, conseguiu transmitir mensagens em Código Morse através do Canal da Mancha. Recebeu em 1909, juntamente com Karl Ferdinand Braun, prêmio Nobel de Física. A partir destes experimentos e de sua invenção, pode-se dizer que Marconi é o criador do rádio, embora a suprema corte dos EUA afirmou em 1943 que os trabalhos de Marconi não tinham nada que Tesla já não tivesse descoberto.

Portanto, o desenvolvimento do telégrafo sem fios, realizado por Marconi, a partir das experiências de Hertz, que por sua vez comprovam as teorias de Maxwell, abriu o caminho para as transmissões de voz, imagens e sinais digitais via rádio.

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• Antenas;
• Dimensionamento de enlaces;
  
• Modulação analógica e digital;
• Sistemas banda estreita e banda larga (Spread Spectrum)
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