Key concepts
Physics
Radio waves
Electricity
Electromagnetism
Wireless communication
Introduction
Você já se perguntou como um rádio pode receber música e notícias transmitidas no ar? Rádios, assim como carros e celulares controlados por rádio, todos recebem informações através de ondas invisíveis. Algumas dessas ondas são chamadas ondas de rádio.
Ondas de rádio são um tipo de radiação eletromagnética, um tipo de energia que também inclui luz visível. As ondas de rádio não são prejudiciais, mas na verdade são extremamente úteis para a comunicação através de longas distâncias. Para enviar informações utilizando ondas de rádio, uma antena transmissora envia uma onda de rádio a uma determinada frequência (que nos pode dizer o tamanho da onda), e esta é captada por uma antena receptora. Alguns materiais podem bloquear, ou interferir com as ondas de rádio. Você já notou que você perde a recepção em um rádio de carro ou celular quando entra em um túnel ou em um estacionamento subterrâneo? Que materiais bloqueiam as ondas de rádio, e quais permitem que as ondas passem facilmente?
Background
A antena de transmissão, ou transmissor, gera e envia ondas de rádio graças a uma corrente elétrica específica. Isto é possível porque dentro dos transmissores há fios que permitem que partículas com carga negativa, chamadas elétrons, fluam através delas, o que faz uma corrente elétrica. Quando a corrente flui dentro de um fio, ela gera um campo eletromagnético ao redor do fio. Este campo eletromagnético irradia para fora da antena em todas as direções, criando ondas de rádio invisíveis.
Quando as ondas de rádio eletromagnéticas atingem uma antena receptora, ou um receptor, como um rádio, ele gera uma corrente dentro de um fio no receptor. (O processo inverso do que aconteceu no transmissor quando a corrente gerou o campo eletromagnético em primeiro lugar). O receptor então processa a corrente de volta para a informação transmitida, o que, para um rádio, permite ouvir música ou outras transmissões. Alguns materiais podem bloquear as ondas de rádio que o transmissor gera, o que pode ser testado ao ver se um receptor pode processar e responder às informações enviadas por um transmissor.
Materiais
– Automóvel telecomandado por rádio e respectivo telecomando (ambos com baterias a funcionar)
– Algodão (como uma peça de roupa feita de algodão)
– Folha de alumínio
– Papel de plástico
– Papel de cera
– Luva de borracha
– Um espaço amplo e suave para testar a condução do seu automóvel telecomandado por rádio
-Preparação
– Primeiro verifique o automóvel telecomandado por rádio e respectivo telecomando para se certificar de que ambos têm baterias novas. Verifique se o carro funciona bem no espaço aberto que vai utilizar.
– Certifique-se de que tem material suficiente de cada material que pretende testar (o algodão, folha de alumínio, película de plástico, papel de cera e luva de borracha) para cobrir completamente o controlo remoto do carro RC. Cada cobertura deve estar solta o suficiente para que você ainda possa operar os botões do controle remoto através dele.
Procedimento
– Embrulhe o controle remoto em algodão. Certifique-se de que o telecomando está completa e seguramente coberto para que não haja aberturas ou buracos na cobertura e que está coberto o suficiente para que ainda possa operar os comandos.
Procedimento
– Tente operar o carro com comando via rádio utilizando o telecomando coberto de algodão. Será que funciona? O carro movimenta-se de todo?
– Retire o material testado do controle remoto. Teste para ter a certeza que o carro ainda funciona quando não está coberto com nenhum material.
– Repita este processo usando cada material diferente separadamente. Para quais materiais o carro ainda funciona, e para quais materiais o carro não funciona? Por que você acha que isto é?
– Extra: Os sinais sem fio transmitidos por outros dispositivos estão bloqueados pelo(s) mesmo(s) material(ais) que você encontrou que poderiam bloquear os sinais do controle remoto nesta atividade? Você pode tentar esta atividade novamente, mas usando outros dispositivos de controle remoto, como o seu televisor ou controle remoto estéreo. Como os diferentes dispositivos sem fio respondem? Você acha que eles usam tipos similares ou diferentes de ondas?
– Extra: Você precisa cobrir completamente o controle remoto do carro controlado por rádio para bloquear seu sinal? Utilizando o(s) material(is) que você encontrou para bloquear os sinais do controle remoto para o carro controlado por rádio, cubra completamente o controle remoto como você fez originalmente nesta atividade, e depois remova lentamente a cobertura do controle remoto enquanto tenta operar o carro. Quanta cobertura é necessária para bloquear o sinal? Algumas partes do telecomando são mais importantes de cobrir para bloquear o sinal?
Observações e resultados
Cobrir o telecomando do carro controlado por rádio com folha de alumínio impede que o carro controlado por rádio funcione? Algum dos outros materiais testados parou o carro?
Quando você opera o carro usando seu controle remoto, o controle remoto transmite ondas de rádio em frequências específicas que podem ser recebidas pelo carro. O telecomando actua como um transmissor e o automóvel como um receptor. Depois, quando o carro recebe as ondas de rádio, que são ondas electromagnéticas, as ondas geram uma corrente num fio do carro, e isto diz ao carro em que direcção se deve mover. Dependendo da espessura e composição do material, ele pode bloquear – ou interferir com ondas de rádio. Quantidades finas de plástico, papel de cera, algodão e borracha não são susceptíveis de interferir com as ondas de rádio. No entanto, a folha de alumínio e outros metais condutores de eletricidade, como o cobre, podem refletir e absorver as ondas de rádio e, consequentemente, interferir na sua transmissão. Colocar o transmissor ou receptor em um recipiente totalmente fechado feito de metal altamente condutivo, como foi feito nesta atividade, é a maneira mais eficiente de interferir com as ondas de rádio.
Mais para explorar
“Radio Waves Locate Water within Walls” da Scientific American
A Science Odyssey: Transmissão de Rádio da PBS Online
Blocking Radio Waves from Newton: Ask A Scientist
What are electromagnetic fields? from the World Health Organization
Wave Blockers from Science Buddies
Esta actividade trouxe-lhe em parceria com Science Buddies