Transmissão - Recepção
Rádio Galena
Iniciação aos fenômenos ondulatórios
[Recomendado para 8a série e iniciantes em eletrônica]

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Parte D - O receptor

Noções sobre a recepção da onda eletromagnética
Captando a onda modulada, o receptor deverá basicamente retirar a mensagem, da onda portadora. Na antena do receptor, a onda modulada, desde que haja sintonização, gera uma corrente elétrica, cuja intensidade varia da mesma forma que a onda. Sendo a modulação em amplitude, a mensagem estará contida no modo de variação da amplitude. Nestas condições, devemos isolar uma corrente que traduza apenas o modo de variação da amplitude e não de toda a onda modulada. Vamos ilustrar isso tudo.

Na figura temos o circuito mais simples possível de um receptor radiofônico. Em (1) a onda modulada proveniente da 'estação transmissora' atinge a antena, onde gera uma corrente elétrica (2) que oscila da mesma maneira que a onda recebida. Esta corrente oscilante tende a circular entre a bobina e o capacitor, como se vê em (3). Para transformar em onda sonora (5) o modo de variação de amplitude dessa corrente oscilante, deveremos aproveitar apenas uma metade da corrente elétrica (4), a que circula somente num determinado sentido.

Para eliminar uma das metades da corrente oscilante, utilizamos um elemento de circuito chamado diodo. Este deixa passar a corrente elétrica num só sentido, bloqueando-a no sentido inverso -- é um elemento retificador de corrente.

Deixando passar a corrente num só sentido, o diodo consegue eliminar uma metade da corrente oscilante modulada, aproveitando-se apenas a outra metade. No fone, a mensagem é convertida em energia sonora: a variação da corrente elétrica, traduzindo a mensagem, é convertida em vibrações mecânicas audíveis.
Observe que no fone de cristal está entrando metade da onda modulada em amplitude, ou seja, ali tem alta freqüência (característica do transmissor) e baixa freqüência (mensagem). O cristal do fone não reage bem às altas freqüências típicas das ondas eletromagnéticas e, por isso, deveremos eliminar essa parcela de alta freqüência (normalmente isso é feito através de um capacitor de filtro ligado em paralelo com o fone--- aguarde!).

O receptor que acabamos de mostrar, extremamente simples, é comumente chamado de rádio galena. E isto porque, os primeiros receptores de rádio eram deste tipo; fazendo o papel do diodo eles usavam um minério chamado galena. Daí a denominação rádio galena. Esse cristal de galena é normalmente substituído por um diodo de germânio que cumpre exatamente a mesma função do galena, ou seja, retificar a onda.  Neste receptor não usamos nenhuma fonte de energia elétrica (pilha, baterias etc.).

De onde vem, então, a energia necessária para produzir o som no fone?

Não é difícil perceber que essa energia vem da própria onda eletromagnética captada pelo receptor. Indiretamente ela é fornecida, então, pelo transmissor. Ao ser captada, é muito pequena essa energia; mas, ela pode ser suficiente para fazer vibrar a membrana do fone, sem a necessidade de um reforço fornecido pelos 'amplificadores' (que contém geradores de energia elétrica, tais como, pilhas e baterias).

O circuito oscilante
Infelizmente, nessa primeira etapa de compreensão, não podemos detalhar o funcionamento do chamado circuito oscilante, constituído pela bobina e pelo capacitor. Mas saiba que, tanto o transmissor, como o receptor, possui um circuito oscilante, e que, para cada par bobina-capacitor existe uma determinada freqüência característica.

Com o capacitor carregado, e a chave K desligada, toda a energia encontra-se no campo elétrico que se estabelece no interior do capacitor. Ligando a chave K, uma corrente elétrica passará a fluir através da bobina, e como conseqüência, aparecerá um campo magnético. O campo elétrico diminui no capacitor, à medida que a corrente elétrica, e portanto o campo magnético, aumenta na bobina. Haverá um momento em que a carga será nula no capacitor e a corrente máxima na bobina. Nesse momento toda a energia estará no campo magnético da bobina.
A seguir, a corrente começará a diminuir, enquanto que o capacitor passará a eletrizar-se (carregar-se) com sinal oposto: o que era positivo torna-se negativo e o que era negativo torna-se positivo. Haverá um instante em que a eletrização no capacitor atinge um máximo e a corrente na bobina torna-se nula.
A seguir, a corrente começará a fluir em sentido oposto ao anterior; torna-se máxima, nesse novo sentido, enquanto a carga no capacitor se anula. A corrente torna a diminuir e o capacitor a carregar-se. Assim sucessivamente, entre o capacitor e a bobina estabelece-se uma corrente variável, que tem ora, um sentido, ora, outro. Dizemos que o circuito é percorrido por uma corrente oscilante. Ora, corrente oscilante apresenta carga elétrica em aceleração e em desaceleração. Como tal, compreende-se que um circuito oscilante possa emitir onda eletromagnética.
O processo inverso é também verdadeiro; uma onda eletromagnética atingindo um circuito oscilante, poderá produzir (induzir) neste, uma corrente elétrica oscilante. É isto o que acontece no circuito oscilante de um receptor. Nas figuras abaixo procuramos mostrar o circuito oscilante em diferentes momentos, descritos acima.

No receptor, para sintonizar as diferentes freqüências (as diferentes estações), deveremos variar, ou a sua bobina (normalmente através de um cursor que altera o número de espiras), ou então, o seu capacitor (normalmente usando um capacitor variável). E isto porque, para cada par bobina-capacitor existe uma determinada freqüência característica.

Na figura acima, em (a), sintonizamos as diferentes freqüências, variando o número de espiras da bobina com o auxílio do cursor C e, em (b), usando um capacitor variável. Em nossa Parte Experimental usaremos dessas duas técnicas.

Ainda, dentro desta primeira etapa (rudimentos) de compreensão, damos a seguir um exemplo, em forma de diagramas, da transmissão e recepção de uma mensagem.

Descrição sucinta:

(1) A onda modulada em amplitude (AM) atingindo a antena de um receptor.

(2) A corrente elétrica induzida no circuito oscila da mesma forma que a onda modulada. Note que o modo de variação da amplitude traduz a mensagem transmitida.

(3) O diodo deixa passar apenas a corrente elétrica que tem um determinado sentido. Como conseqüência, passa para o fone apenas uma metade da corrente oscilante pulsando de acordo com a mensagem.

(4) No fone, a corrente variando segundo (3) faz vibrar a membrana, produzindo uma onda sonora idêntica àquela captada pelo microfone do transmissor. Ali a energia elétrica é convertida em energia térmica e sonora.

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