CONCEITOS DE TELECOMUNICAÇÕES

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CONCEITOS BÁSICOS DE TELECOMUNICAÇÕES
ELETRICIDADE
Eletroestática
	INTRODUÇÃO
	
	Michael Faraday (1791 - 1867)
	
 
	Se o homem não tivesse descoberto como utilizar a energia elétrica, a vida seria muito diferente, principalmente nas cidades. Sem luz elétrica, rádio, televisão nem geladeira, etc. Para quem está acostumado com todas essas comodidades, fica até difícil imaginar como a vida seria.
A parte da física que estuda a energia elétrica e os fenômenos a ela relacionados chama-se eletricidade.
É comum associarmos a noção de eletricidade a equipamentos, a algo criado pelo homem. Mas, na verdade, a eletricidade sempre existiu, desde o surgimento do Universo. Mesmo antes do surgimento da vida em nosso planeta, a eletricidade já estava presente e se manifestava, por exemplo, nos intensos relâmpagos que costumavam ocorrer.
Os nossos corpos são dotados de eletricidade. O sistema nervoso, por exemplo, só funciona por causa dos impulsos elétricos que passam de célula a célula. As batidas do coração também funcionam por meio de descargas elétricas. Como se vê, a eletricidade é um fenômeno natural. O homem apenas a descobriu e desenvolveu formas de usá-la. 
A ciência da eletricidade e do magnetismo só começou a desenvolver-se, de fato, há uns trezentos anos. Antes disso, apenas a bússola, um aparelho magnético, teve importância na história humana. A pesquisa cientifica da eletricidade e do magnetismo produziu a Segunda Revolução Industrial: a industria, até então tocada a carvão e vapor, passou a funcionar com aço, eletricidade e magnetismo.
A energia elétrica demonstrou-se segura de manejar, limpa, barata quando extraída das quedas d'água, utilizável em motores, na produção de calor e luz, nas telecomunicações e na criação de milhões de dispositivos eletromagnéticos - das campainhas caseiras até os computadores e robôs. 
	CARGA ELÉTRICA
	
	J.J. Thomson (1856 - 1940)
	
	Qualquer tipo de matéria é formada por átomos. Estes são tão minúsculos que nenhum microscópio comum permite vê-los. Uma fileira de dez milhões de átomos não chega a medir um milímetro. Contudo, os átomos não são as menores partículas da matéria: eles próprios se compõem de partículas ainda menores, chamadas partículas subatômicas. No centro de todo átomo existe um conjunto formado por dois tipos de partículas: os prótons e os nêutrons. Esse conjunto de partículas é o núcleo do átomo. À volta deste núcleo, como se fossem satélites, giram os elétrons, partículas em movimento permanente. As trajetórias desses elétrons se organizam em camadas sucessivas chamadas órbitas eletrônicas.
Os prótons do núcleo e os elétrons das órbitas se atraem entre si. A esta força de atração recíproca chamamos de força elétrica. É a força elétrica que mantém os elétrons girando à volta dos prótons do núcleo. Sem ela, os elétrons se perderiam no espaço e os átomos não existiriam.
Os elétrons, entretanto, repelem outros elétrons e os prótons repelem outros prótons. Dizemos, por isto, que as partículas com carga igual se repelem e as partículas com carga oposta se atraem. Convencionou-se chamar a carga dos prótons de positiva (+) e as carga dos elétrons de negativa (-).
Normalmente, cada átomo é eletricamente neutro, em outras palavras, tem quantidades iguais de carga negativa e positiva, ou seja, há tantos prótons em seu núcleo, quantos elétrons ao redor, no exterior. Os prótons estão fortemente ligados ao núcleo dos átomos. Somente os elétrons podem ser transferidos de um corpo para outro. 
Podemos dizer que um corpo está eletrizado quando possui excesso ou falta de elétrons. Se há excesso de elétrons, o corpo está eletrizado negativamente; se há falta de elétrons, o corpo está eletrizado positivamente.
A quantidade de elétrons em falta ou em excesso caracteriza a carga elétrica Q do corpo, podendo ser positiva no primeiro caso e negativa no segundo.
	PROCESSOS DE 
ELETRIZAÇÃO
	
	William Gilbert (1544 - 1603)
	
  
 
	É possível eletrizar um corpo. Para isso, é necessário fazer com que o número de elétrons se torne diferente do número de prótons. Se o número de elétrons for maior que o número de prótons, o corpo estará eletrizado negativamente; se o número de elétrons for menor que o de prótons, ele estará eletrizado positivamente. A eletrização pode ocorrer de três modos: por atrito, por contato ou por indução.
Através do atrito, podemos transferir uma grande quantidade de cargas elétricas de um objeto para outro. A ação mecânica provoca uma transferência de elétrons entre os objetos. Aquele cujos elétrons estão mais fracamente ligados ao núcleo cederá elétrons ao outro, que fica negativamente carregado.
A eletrização por contato consiste em encostar um objeto já eletrizado num outro, eletricamente neutro. A cargas irão se redistribuir entre os dois objetos, eletrizando o corpo neutro com cargas de mesmo sinal do eletrizado.
Na eletrização por indução, a eletrização de um condutor neutro ocorre por simples aproximação de um corpo eletrizado, sem que haja contato entre eles. As cargas do objeto condutor neutro são separadas pela aproximação do corpo eletrizado, ficando as cargas de mesmo sinal do indutor o mais distante possível dele. Para manter o objeto induzido eletrizado, mesmo após o afastamento do indutor, devemos ligar o lado mais distante à terra.   
	LEI DE COULOMB
	
	Charles A. Coulomb (1738 - 1806)
	
	As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas).
O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original. 
Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de força extremamente sensível, denominado balança de torção. 
	CAMPO ELÉTRICO
	
	Robert A. Milikan (1868 - 1953)
	
 
	A força que se manifesta entre dois corpos eletricamente carregados é uma força que age à distância. Ela se faz sentir sem que haja qualquer conexão material entre os dois corpos que interagem. Provoca certa perplexidade a idéia de que uma força se faça sentir à distância, mesmo através do espaço vazio. 
Essa dificuldade pode ser superada pensando-se da seguinte maneira: Vamos dizer que, quando um corpo q está eletricamente carregado, cria-se em todo o espaço circundante uma situação nova, diferente da que existia quando q estava descarregado. O fato de eletrizarmos esse corpo modifica as propriedades do espaço que o circunda. Outro corpo eletricamente carregado (q0), colocado em um ponto P do espaço, começará, num dado instante, a "sentir" uma força elétrica causada por q. Dizemos que a carga do corpo q gera no espaço circundante um campo elétrico.
O campo elétrico gerado pela carga q num ponto P existe independentemente de haver em P um corpo carregado. Quando colocamos nesse ponto P um corpo carregado, a força que passa a agir sobre ele é devida ao campo elétrico que já preexistia ali, e não a uma ação direta, à distância, do corpo q sobre o segundo corpo.   
	POTENCIAL ELÉTRICO
	
	Benjamin Franklin (1706 - 1790)
	
 
 
	Energia potencial elétrica
Imagine dois objetos eletrizados, com cargas de mesmo sinal, inicialmente afastados. Para aproximá-los, é necessária a ação de uma força externa,capaz de vencer a repulsão elétrica entre eles. O trabalho realizado por esta força externa mede a energia transferida ao sistema, na forma de energia potencial de interação elétrica. Eliminada a força externa, os objetos afastam-se novamente, transformando a energia potencial de interação elétrica em energia cinética à medida que aumentam de velocidade. O aumento da energia cinética corresponde exatamente à diminuição da energia potencial de interação elétrica.
Potencial elétrico
Com relação a um campo elétrico, interessa-nos a capacidade de realizar trabalho, associada ao campo em si, independentemente do valor da carga q colocada num ponto desse campo. Para medir essa capacidade, utiliza-se a grandeza potencial elétrico.
Para obter o potencial elétrico de um ponto, coloca-se nele uma carga de prova q e mede-se a energia potencial adquirida por ela. Essa energia potencial é proporcional ao valor de q. Portanto, o quociente entre a energia potencial e a carga é constante. Esse quociente chama-se potencial elétrico do ponto.
Diferença de potencial
A diferença de potencial entre dois pontos, em uma região sujeita a um campo elétrico, depende apenas da posição dos pontos. Assim, podemos atribuir a cada ponto um potencial elétrico, de tal maneira que a diferença de potencial entre eles corresponda exatamente à diferença entre seus potenciais, como o próprio nome indica. 
Físicamente, é a diferença de potencial que interessa, pois corresponde ao trabalho da força elétrica por unidade de carga.
 
	CAPACITORES
	
	Michael Faraday (1791 - 1867)
	
 
	Este componente eletrônico é destinado a armazenar cargas elétricas e é constituído por dois condutores separados por um isolante: os condutores são chamados armaduras (ou placas) do capacitor e o isolante é o dielétrico do capacitor. Costuma-se dar nome a esses aparelhos de acordo com a forma de suas armaduras. Assim temos o capacitor plano, capacitor cilíndrico, capacitor esférico, etc. O dielétrico pode ser um isolante qualquer como o vidro, a parafina, o papel e muitas vezes o próprio ar.
A quantidade de carga armazenada na placa de um capacitor é diretamente proporcional à diferença de potencial entre as placas. O quociente entre carga (Q) e diferença de potencial (U) é então uma constante para um determinado capacitor e recebe o nome de capacitância (C).
Quando o capacitor possui um isolante elétrico entre suas placas, sua capacitância aumenta. Este isolante dificulta a passagem das cargas de uma placa a outra, o que descarregaria o capacitor. Dessa forma, para uma mesma diferença de potencial, o capacitor pode armazenar uma quantidade maior de carga.
Os capacitores são amplamente utilizados em rádios, gravadores, televisores, circuitos elétricos de veículos, etc. 
Eletrodinâmica
	CONDUTORES E ISOLANTES
	
	Osborne Reynolds (1842 - 1912)
	
 
	Em alguns tipos de átomos, especialmente os que compõem os metais - ferro, ouro, platina, cobre, prata e outros -, a última órbita eletrônica perde um elétron com grande facilidade. Por isso seus elétrons recebem o nome de elétrons livres.
Estes elétrons livres se desgarram das últimas órbitas eletrônicas e ficam vagando de átomo para átomo, sem direção definida. Mas os átomos que perdem elétrons também os readquirem com facilidade dos átomos vizinhos, para voltar a perdê-los momentos depois. No interior dos metais os elétrons livres vagueiam por entre os átomos, em todos os sentidos.
Devido à facilidade de fornecer elétrons livres, os metais são usados para fabricar os fios de cabos e aparelhos elétricos: eles são bons condutores do fluxo de elétrons livres.
Já outras substâncias - como o vidro, a cerâmica, o plástico ou a borracha - não permitem a passagem do fluxo de elétrons ou deixam passar apenas um pequeno número deles. Seus átomos têm grande dificuldade em ceder ou receber os elétrons livres das últimas camadas eletrônicas. São os chamados materiais isolantes, usados para recobrir os fios, cabos e aparelhos elétricos.
Essa distinção das substâncias em condutores e isolantes se aplica não apenas aos sólidos, mas também aos líquidos e aos gases. Dentre os líquidos, por exemplo, são bons condutores as soluções de ácidos, de bases e de sais; são isolantes muitos óleos minerais. Os gases podem se comportar como isolantes ou como condutores, dependendo das condições em que se encontrem.
	CORRENTE ELÉTRICA
	
	André-Marie Ampère (1775 - 1836)
	
 
	A corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elementares.
A corrente elétrica pode ser um simples jato de partículas no vácuo, como acontece num cinescópio de TV, em que um feixe de elétrons é lançado contra a tela. No entanto, na maioria dos casos, a corrente elétrica não ocorre no vácuo, mas sim no interior de um condutor. Por exemplo, aplicando uma diferença de potencial num fio metálico, surge nele uma corrente elétrica formada pelo movimento ordenado de elétrons.
Não se pode dizer que todo movimento de cargas elétricas seja uma corrente elétrica. No fio metálico, por exemplo, mesmo antes de aplicarmos a diferença de potencial, já existe movimento de cargas elétricas. Todos os elétrons livres estão em movimento, devido à agitação térmica. No entanto, o movimento é caótico e não há corrente elétrica.
Quando aplicamos a diferença de potencial, esse movimento caótico continua a existir, mas a ele se sobrepõe um movimento ordenado, de tal forma que, em média, os elétrons livres do fio passam a se deslocar ao longo deste. É assim que se forma a corrente elétrica.   
	PILHAS E BATERIAS
	
	Alessandro Volta (1745 - 1827)
	
 
	Em 1800, após alguns anos de constante experimentação, um professor secundário de Pavia, na Itália, fez importante descoberta. Alessandro Volta descobriu que empilhando alternadamente discos de metais diferentes (como prata e zinco, prata e cobre, ou cobre e chumbo) e entremeando estes discos metálicos com discos de flanela embebidos em água e sal ou em vinagre, a pilha de discos produzia eletricidade.
Sempre que metais diferentes forem colocados em contato através de um líquido salgado ou ácido (o vinagre, por exemplo), correrá um fluxo de elétrons de um metal para outro.
Essa descoberta levou à produção de uma grande variedade de pilhas úmidas, de fácil construção. Encha um copo com vinagre e coloque sobre a boca do copo uma vareta de madeira. Prenda na vareta uma lâmina de cobre e outra de zinco, de modo a que as placas de metal mergulhem até o fundo do copo. Ligue um fio de cobre a cada lâmina. Ao ligar esses fios com a base de uma lâmpada de lanterna, ela acenderá.
O ácido do vinagre produz reações químicas nos metais. Devido a essas reações, o zinco armazena um excesso de elétrons em relação ao cobre, ocorrendo uma diferença de potencial.
Como essas reações químicas de retirada e adição de elétrons não cessam, o zinco vai acumulando progressivamente mais elétrons e não pode doá-los ao cobre, a não ser que se estabeleça um contato entre os dois metais. Se esse contato for feito por meio de um fio metálico, os elétrons excedentes do zinco fluirão para o cobre através do fio. Em outras palavras, a pilha bombeia corrente elétrica pelo fio.
As pilhas líquidas de Volta, difíceis de transportar, foram hoje substituídas pelas pilhas secas. Nesta, um bastão de carvão é imerso em camadas pastosas de dióxido de manganês e cloreto de amônia. O conjunto é lacrado numa carcaça de zinco. Há uma lenta reação química, que produz uma diferença de potencial. Quando colocamos em contato o carvão e o zinco, através de um fio, a corrente flui, como na pilha úmida de volta.
Nas pilhas, a reação química que produz a separação de cargas não é reversível. Sendo assim, uma vez esgotados os reagentes dessa reação, as pilhas "acabam" e não podem ser recarregadas. Já na bateria de automóvel, que é tecnicamente chamada de acumulador, esse processo é reversível e, por isso, ela pode ser recarregada.
	RESISTÊNCIA ELÉTRICA
	
	Gustav R. Kirchhoff (1824- 1887)
	 
 
    
 
 
 
	Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistência elétrica.
Fatores que influenciam no valor de uma resistência:
1) A resistência de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento.
2) A resistência de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção reta, isto é, quanto mais fino for o condutor.
3) A resistência de um condutor depende do material de que ele é feito.
Efeito joule
Um condutor metálico, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, se aquece. Num ferro de passar roupa, num secador de cabelos ou numa estufa elétrica, o calor é produzido pela corrente que atravessa um fio metálico.
Esse fenômeno, chamado efeito Joule, é devido aos choques dos elétrons contra os átomos do condutor. Em decorrência desses choques dos elétrons contra os átomos do retículo cristalino, a energia cinética média de oscilação de todos os átomos aumenta. Isso se manifesta como um aumento da temperatura do condutor. 
Medida da energia elétrica 
Na entrada de eletricidade de uma residência, existe um medidor, instalado pela companhia de eletricidade (procure observar o medidor de sua residência). O objetivo desse aparelho é medir a quantidade de energia elétrica usada na residência durante um certo tempo (normalmente 30 dias). Sabemos que: energia = potência x tempo. Portanto, quanto maior for a potência de um aparelho eletrodoméstico e quanto maior for o tempo que ele permanecer ligado, maior será a quantidade de energia elétrica que ele utilizará. O valor registrado no medidor equivale à soma das energias utilizadas, durante um certo período, pelos diversos aparelhos instalados na casa.
Essa energia poderia ser medida em joules (unidade do SI). Em praticamente todos os países do mundo, entretanto, as companhias de eletricidade usam medidores calibrados em kWh.      
	ASSOCIAÇÃO DE RESISTÊNCIAS
	
	George S. Ohm (1787 - 1854)
	   
 
  
 
	Associação de resistências em série
Suponha que duas lâmpadas estejam ligadas a uma pilha, de tal modo que haja apenas um caminho para a corrente elétrica fluir de um pólo da pilha para o outro, dizemos que as duas lâmpadas estão associadas em série. Evidentemente, podemos associar mais de duas lâmpadas dessa maneira, como em uma arvore de Natal, onde geralmente se usa um conjunto de várias lâmpadas associadas em série. Em uma associação em série de resistências observam-se as seguintes características:
- como há apenas um caminho posssível para a corrente, ela tem o mesmo valor em todas as resistências da associação (mesmo que essas resistências sejam diferentes).
- É fácil perceber que, sse o circuito for interrompido em qualquer ponto, a corrente deixará de circular em todo o circuito.
- Quanto maior for o número de rresistências ligadas em série, maior será a resistência total do circuito. Portanto, se mantivermos a mesma voltagem aplicada ao circuito, menor será a corrente nele estabelecida.
- A resistência única R, ccapaz de substituir a associação de várias resistências R1, R2, R3, etc., em série, é denominada resistência equivalente do conjunto. 
Associação de resistências em paralelo
Se duas lâmpadas forem associadas de tal maneira que existam dois caminhos para a passagem da corrente de um pólo da pilha para o outro dizemos que as lâmpadas estão associadas em paralelo. Evidentemente, podemos associar mais de duas lâmpadas (ou outros aparelhos) em paralelo, abrindo vários caminhos para a passagem da corrente (isso acontece, por exemplo, com os aparelhos eletrodomésticos). 
Em uma associação de resistências em paralelo, observamos as Seguintes características:
- A corrente total i, fornecida pela baateria, se divide pelas resistências da associação. A maior parte da corrente i passará na resistência de menor valor (caminho que oferece menor oposição). É possível interromper a corrente em uma das resistências da associação, sem alterar a passagem de corrente nas demais resistências. 
- Quanto maior for o número de resistências ligadas em paralelo, menor será a resistência total do circuito (tudo se passa como se estivéssemos aumentando a área total da seção reta da resistência do circuito). Portanto, se mantivermos inalterada a voltagem aplicada ao circuito, maior será a corrente fornecida pela pilha ou bateria.  
	CIRCUITOS ELÉTRICOS
	
	Benjamin Franklin (1706 - 1790)
	
 
	Como vimos, a corrente elétrica é formada por elétrons livres em movimento organizado. A energia elétrica transportada pela corrente nada mais é do que a energia cinética dos elétrons. Assim, nos circuitos elétricos, a energia cinética dos elétrons livres pode transformar-se em energia luminosa ou em energia cinética dos motores, por exemplo.
Ao percorrer o circuito, do pólo negativo da pilha até o pólo positivo, os elétrons livres perdem totalmente a energia que transportavam. E sem a reposição dessa energia não seria possível a permanência de uma corrente elétrica.
A função de uma pilha é, portanto, fornecer a energia necessária aos elétrons livres do fio, para que eles permaneçam em movimento. 
Dentro da pilha, os elétrons adquirem energia ao serem levados do pólo positivo ao negativo. Ao chegarem ao pólo negativo, movimentam-se novamente pela parte externa do circuito até alcançarem o pólo positivo, e assim sucessivamente.
Ao levar um certo número de elétrons do pólo positivo para o negativo, a pilha cede a eles uma certa quantidade de energia. O valor da energia que esses elétrons recebem, dividido pela quantidade de carga que eles têm, é a tensão elétrica existente entre os pólos da pilha. Nas pilhas comuns, esse valor é 1,5 volt.
Em geral, um circuito elétrico é constituído por um conjunto de componentes ligados uns aos outros e conectados aos pólos de um gerador. Uma bateria de carro ou uma pilha, pode funcionar como gerador.
Eletromagnetismo
	ELETROMAGNETISMO
	
	Hans Christian Oersted (1771 - 1851)
	
	Até o ano de 1820, os cientistas pensavam que os fenômenos elétricos e magnéticos eram totalmente independentes, isto é, que não havia qualquer relação entre eles. Nesse ano, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted, professor da Universidade de Copenhague, realizou uma experiência que se tornou famosa por alterar completamente essas idéias:
- Um fio retilíneo (no qual n&atiilde;o havia corrente elétrica) foi colocado próximo a uma agulha magnética, orientada livremente na direção norte-sul;
- Fazendo-se passar uma corrente no fio,, observou-se que a agulha se desviava;
- Interrompendo-se a corrente no fio, a agulha voltava a se orientar na direção norte-sul.
Portanto, a corrente elétrica no fio atuou sobre a agulha magnética de maneira semelhante a um ímã que fosse colocado próximo à agulha. Em outras palavras, a corrente elétrica estabeleceu um campo magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da agulha magnética. Como já sabemos que a corrente elétrica é constituída por cargas elétricas em movimento, podemos tirar a seguinte conclusão: cargas elétricas em movimento (corrente elétrica) criam, no espaço em torno delas, um campo magnético.   
	OS POLOS DE UM ÍMÃ
	
	Cesar Lattes (1924 - )
	
  
 
	Há séculos, o homem observou que determinadas pedras têm a propriedade de atrair pedaços de ferro ou interagir entre si. Essas pedras foram chamadas de ímãs e os fenômenos, que de modo espontâneo se manifestam na Natureza, foram denominados fenômenos magnéticos.
Um ímã em forma de barra tem dois pólos: sul e norte, em torno dos quais há um campo magnético.Os ímãs podem ser permanentes ou temporários e os materiais utilizados em cada tipo diferem entre si. Um material ferromagnético pode ser transformado em um ímã quando colocado na parte central de uma bobina elétrica ou solenóide, ao se passar uma corrente de grande intensidade através do enrolamento. De acordo com a composição, o material receberá seu magnetismo depois que a corrente tiver sido cortada. Ímãs permanentes são fabricados a partir de materiais duros tais como aço, níquel e cobalto. Alguns materiais retêm pouco ou nenhum magnetismo após a corrente ter sido cortada.
Ao tentarmos aproximar o pólo norte de um ímã do pólo norte de outro ímã, notaremos que haverá uma força magnética de repulsão entre esses pólos. Do mesmo modo, notaremos que há uma força de repulsão entre os pólos sul de dois ímãs, enquanto que entre o pólo sul e norte haverá uma força de atração magnética. Resumindo: Pólos magnéticos de mesmo nome se repelem e pólos magnéticos de nomes diferentes se atraem.
Os pólos de um ímã são inseparáveis. Se você quebrar ao meio um ímã em forma de barra, as duas metades obtidas serão ímãs completos. Por mais que você quebre, nunca obterá um ímã com um único pólo.
	CAMPO MAGNÉTICO 
CRIADO POR CONDUTORES
	
	Otto Von Guericke (1602 -1686)
	
 
 
	Campo magnético criado por um condutor retilíneo
O campo magnético produzido pela corrente elétrica em um fio retilíneo depende basicamente de dois fatores: da intensidade da corrente e da distância ao fio. Quanto maior for o valor da corrente, maior será o campo magnético criado por ela. Por outro lado, quanto maior for a distância ao fio, menor será o valor do campo magnético. As linhas do campo magnético são circulares, centradas no fio. 
O sentido das linhas de campo magnético pode ser obtido pela regra da mão direita: segure o condutor com a sua mão direita, de maneira que o dedo polegar aponte o sentido da corrente. Os seus dedos apontarão no sentido das linhas de campo. 
Campo magnético no centro de uma espira
Se o condutor tiver forma circular, ele se denomina uma espira. O campo magnético no centro de uma espira, depende do raio do círculo e da intensidade da corrente elétrica. Quanto maior a corrente, maior o valor do campo. Quanto maior o raio da espira, menor o valor do campo.
Observe que as linhas de indução se concentram no interior do círculo e continua valendo a regra da mão direita para a determinação do seu sentido. 
Campo magnético de um solenóide (bobina, eletroímã)
Uma bobina, ou solenóide, é constituída por um fio enrolado várias vezes, tomando uma forma cilíndrica. Cada uma das voltas do fio da bobina é uma espira.
Ligando-se as extremidades da bobina a uma bateria, isto é, estabelecendo-se uma corrente em suas espiras, essa corrente cria um campo magnético no interior do solenóide. Seu valor, ao longo do eixo central, depende da intensidade da corrente elétrica, do número de espiras e do comprimento do solenóide.
Para saber qual das extremidades de um solenóide é o pólo norte, você pode aplicar a regra da mão direita, da mesma maneira que fez com o fio condutor e com a espira.     
A intensidade de um eletroímã depende também do facilidade com que o material em seu interior é magnetizado. A maior parte dos eletroímãs são feitos de ferro puro, que se magnetiza facilmente.
Os eletroímãs são utilizados nas campainhas elétricas, telégrafos, telefones, amperímetros, voltímetros, etc.
	FORÇA MAGNÉTICA
	
	Julius R. Oppenheimer (1904 - 1967)
	
 
	O campo magnético é capaz de exercer forças não apenas sobre ímas, mas também sobre condutores percorridos por correntes elétricas.
A força gerada é a soma das pequenas forças que o campo magnético exerce sobre cada elétron em movimento. Não é, porém, necessário que os elétrons estejam dentro do fio para que sofram a ação do campo magnético. Isso também ocorre quando eles estão no exterior e se movem livremente.
Em geral, cada partícula carregada e em movimento sofre a ação de uma força exercida pelo campo magnético. Essa força é grande quando a partícula se desloca perpendicularmente às linhas de campo, e é igual a zero quando a partícula se move na mesma direção do campo magnético. A direção da força é perpendicular tanto à direção do movimento como à do campo magnético.
A força que um campo magnético exerce sobre um condutor percorrido por corrente pode ser utilizada para realizar trabalho. É o que ocorre nos motores elétricos, que transformam energia elétrica em energia mecânica. Essa força também é usada para fazer funcionar uma grande variedade de aparelhos elétricos de medida, como amperímetros e voltímetros. 
	FORÇA ENTRE CORRENTES PARALELAS
	
	Maria G. Mayer (1906 - 1972)
	  
	O estudo do campo magnético iniciou-se com a descoberta de Oersted de que uma corrente elétrica aplica forças num imã. Em seguida, Ampère mostrou que os ímãs aplicam forças nas correntes elétricas. O passo seguinte foi a comprovação de que duas correntes elétricas também interagem. 
Experimentalmente, observa-se que dois fios paralelos se atraem quando atravessados por correntes com o mesmo sentido, e se repelem quando as correntes têm sentidos contrários. 
Suponhamos dois condutores retilíneos e paralelos, conduzindo as correntes i1 e i2 de mesmo sentidos (figura 2). A corrente i1 gera um campo magnético B1 (linhas de força circulares), que no ponto onde se encontra o fio que conduz i2 é perpendicular a ele. A corrente i2 ficará sujeita a uma força F, para a esquerda. Analogamente i2 gera em i1 o campo B2, que dá origem à força F sobre i1, para a direita. 
As duas forças F têm a mesma intensidade. A força por unidade de comprimento é diretamente proporcional ao produto das intensidades das correntes e inversamente proporcional à distância entre as correntes.
A interação entre correntes elétricas tem importantes aplicações práticas, como em alguns tipos de motores elétricos, que funcionam a partir da interação entre uma bobina fixa e uma bobina giratória.
	MEDIDORES DE CORRENTE
E TENSÃO
	
	Thomas A. Edison (1847 - 1931)
	
 
	O conhecimento do efeito magnético da corrente elétrica possibilitou a construção de aparelhos medidores que utilizassem ponteiros. A figura ao lado mostra o arranjo básico de um medidor desse tipo: um eletroíma (bobina móvel), fixado a um eixo que pode girar. O ponteiro é preso a este eixo, e um ímã permanente é colocado próximo ao eletroíma, fixo à carcaça.
Quando uma corrente elétrica é estabelecida no fio que forma o eletroíma, este criará na região um outro campo magnético, havendo uma superposição desse campo com o criado pelo ímã na região. A força magnética de interação entre o ímã permanente e o eletroíma moverá este último por estar fixado ao eixo móvel, deslocando consigo o ponteiro. Como a intensidade da força magnética depende da corrente elétrica, o ponteiro gira mais quanto maior for a corrente. Ao girar, o eletroíma comprime uma mola de formato espiral; assim, o ponteiro estabiliza-se quando as forças magnética e elástica se equilibram. 
Esse conjunto, funcionando dessa maneira, é denominado galvanômetro. Ele está presente em todos os medidores elétricos que utilizam ponteiros, como medidores de tensão (voltímetros) e de corrente elétrica (amperímetros).
Quando um galvanômetro é utilizado para medir a corrente elétrica em um circuito, o fio do eletroíma deve ser conectado em série a ele. Para medir tensão em um circuito, o eletroíma deve ser conectado em paralelo a ele.  
	INDUÇÃO 
ELETROMAGNÉTICA
	
	Nikola Tesla (1856 - 1943)
	 
 
  
	Para gerar uma corrente elétrica, não precisamos dispor de uma pilha ou de uma bateria. Podemos fazê-lo utilizando um ima.
Para demonstrar isso, vamos inicialmente ligar os extremos de uma bobina a um amperímetro de grande sensibilidade. Uma vez que inexiste gerador de tensão nesse circuito, não há qualquer passagem de corrente, e o ponteiro do instrumento indica intensidade zero.Se, porém, aproximarmos da bobina um dos pólos de um ímã, o ponteiro do amperímetro sofrerá um desvio, revelando que uma corrente percorre o circuito. Quando o ímã pára, o ponteiro retorna a zero, assim permanecendo enquanto o ímã não voltar a se mover.
Pudemos, portanto, criar uma corrente nesse circuito sem usar pilhas, baterias ou outros dispositivos semelhantes. As correntes que geramos recebem o nome de correntes induzidas, e esse fenômeno é chamado indução eletromagnética.  
	GERADORES
	
	Michael Faraday (1791 - 1867)
	 
  
	O gerador de corrente alternada é uma aplicação da indução eletromagnética. Por meio desse dispositivo, consegue-se converter energia mecânica em energia elétrica.
Um gerador de corrente alternada é constituído basicamente de uma espira (ou um conjunto de espiras) girando numa região onde existe um campo magnético. Enquanto a espira gira, podemos perceber que há uma variação do fluxo magnético através dela. Isto ocorre porque a inclinação da espira, em relação ao campo magnético, está variando continuamente. Então uma força eletromotriz é induzida na espira, gerando uma corrente que será indicada pelo amperímetro. Durante uma meia-volta da espira, o fluxo magnético através dela está aumentando e, ao efetuar a meia-volta seguinte, o fluxo está diminuindo. Por esse motivo, a corrente induzida aparecerá, no circuito, ora em um sentido, ora em sentido contrário. Em outras palavras, a espira girando dentro de um campo magnético gera uma corrente alternada, coma se pode perceber pela indicação do amperímetro.
Os grandes geradores de corrente alternada, encontrados nas usinas hidrelétricas, funcionam de maneira semelhante à que acabamos de descrever. A energia de uma queda d'água é usada para colocar em rotação estes geradores, transformando, então, grandes quantidades de energia mecânica em energia elétrica.
Nas bicicletas, as pernas do ciclista fazem girar um imã permanente dentro de uma bobina de fio elétrico. A variação do campo magnético à volta do imã giratório induz na bobina uma corrente elétrica, suficiente para acender as lâmpadas dianteira e traseira.
	LEI DE LENZ
	
	Heinrich E. Lenz (1797 - 1878)
	
 
  
	A relação entre o sentido da corrente elétrica induzida em um circuito fechado e o campo magnético variável que a induziu foi estabelecida pelo físico russo Heinrich Lenz. Ele observou que a corrente elétrica induzida produzia efeitos opostos a suas causas. Mais especificamente, Lenz estabeleceu que o sentido da corrente elétrica induzida é tal que o campo magnético criado por ela opõe-se à variação do campo magnético que a produziu. Em outras palavras, para gerar uma corrente induzida, é necessário gastar energia. 
Vamos considerar um circuito fechado na forma de uma espira retangular. Imagine que esse circuito esteja imerso num campo magnético uniforme. Se deslocarmos a espira para a direita, o fluxo magnético que ela intercepta aumentará, e essa variação gerará uma corrente induzida nessa espira. O sentido da corrente induzida na espira é tal que o campo magnético criado por ela tende a deter a aproximação da espira, ou seja, sentido anti-horário.
Afastando-se a espira, obtém-se o efeito inverso: diminui-se o número de linhas de campo que atravessam a espira. Nessa situação também será induzida uma corrente elétrica na espira, com um sentido tal que o campo magnético criado por ela procura "impedir" o afastamento da espira, ou seja, sentido horário.
O sentido da corrente elétrica induzida, previsto pela lei de Lenz, indica que, para obtermos corrente elétrica na espira, temos que vencer uma certa resistência, ou seja, temos que realizar um trabalho. Na espira temos a transformação de energia mecânica (movimento do ímã) em energia elétrica (corrente na espira).
Ondas
	FENÔMENOS 
ONDULATÓRIOS 
	
	James C. Maxwell (1831 - 1879)
	
	Fenômenos muito diferentes entre si, como o som, a luz, os sinais de rádio e os terremotos, têm em comum a característica de serem ondas. De fato, costumamos falar em ondas sonoras, ondas luminosas, ondas de rádio e ondas sísmicas. O conceito de onda é bastante abrangente, pois é utilizado em todos os campos da Física.
Quando jogamos uma pedra na água, forma-se, no ponto em que ela cai, uma perturbação em forma de círculo que se alarga com o passar do tempo: sobre a superfície da água é criada uma onda que se propaga rumo ao exterior. No entanto, o movimento dessa perturbação, que vai alcançando pontos cada vez mais distantes, não constitui um transporte de matéria.
Podemos comprovar esse fato observando como uma folha ou um pedaço de cortiça se movem nessa situação. Eles não são transportados pela onda ao exterior, mas apenas oscilam para cima e para baixo, permanecendo no mesmo ponto em que se encontravam antes de serem atingidos pela perturbação.
Para constatar que as ondas não transportam matéria, podemos fazer oscilar a extremidade de uma corda presa na maçaneta de uma porta. Sobre a corda, cria-se uma perturbação que se distancia do ponto em que teve origem. Cada pequeno trecho da corda se move para cima e para baixo, sem porém abandonar definitivamente sua própria posição de equilíbrio.   
	DIFRAÇÃO
	
	Christiaan Huygens (1629 - 1695)
	
	Consideremos que uma onda, propagando-se na superfície da água, encontre um obstáculo dotado de estreita abertura, como mostra a figura ao lado. Observamos que a parte da onda que não foi interrompida não se mantém em linha reta. Ao passar pela abertura a onda se espalha em todas as direções. Quando isto acontece, dizemos que houve difração da onda.
O fenômeno da difração somente é nítido quando as dimensões da abertura ou do obstáculo forem da ordem de grandeza do comprimento de onda da onda incidente.
A difração ocorre com qualquer tipo de onda. Nas ondas sonoras, por exemplo, permite que escutemos a voz de uma pessoa que nos chama, mesmo que esta pessoa esteja atrás de um obstáculo. 
Com a luz também ocorre a difração, porém é mais difícil percebermos a difração de ondas luminosas, porque os obstáculos e aberturas em que a luz incide são normalmente bastante grandes em relação ao seu comprimento de onda. Entretanto, se fizermos a luz passar por orifícios cada vez menores, como o orifício feito pela ponta de um alfinete em um cartão, observaremos que a luz sofrerá difração ao passar por esse orifício.
A difração é explicada pelo Princípio de Huygens: quando os pontos de uma abertura ou de um obstáculo são atingidos pela frente de onda eles tornam-se fontes de ondas secundárias que mudam a direção de propagação da onda principal, contornando o obstáculo.  
  
	INTERFERÊNCIA
	
	Thomas Young (1773 - 1829)
	
  
	A interferência é um fenômeno típico das ondas. Podemos observá-la, por exemplo, num tanque de água em que se produzem ondas por meio de duas pontas que tocam periodicamente e sincronizadas a superfície da água. Como resultado, forma-se na superfície um padrão característico, que denominamos figura de interferência. Ao longo de certas linhas as duas perturbações se reforçam, ou seja, interferem de modo construtivo. Ao longo de outras linhas, as duas perturbações se anulam, ou seja, interferem de modo destrutivo.
Também podemos obter figuras de interferência com a luz. Para isso, fazemos um feixe de luz passar através de duas fendas vizinhas muito estreitas. Das duas fendas emergem dois feixes difratados, que interferem entre si e são interceptados por uma tela. Se o feixe de luz é de uma só cor, formam-se sobre a tela regiões claras e escuras, alternadas. As regiões claras são aquelas atingidas pelas duplas cristas e duplos vales, ou seja, regiões onde as ondas luminosas interferem construtivamente. As regiões escuras correspondem a regiões atingidas por uma crista e um vale, ou seja, regiões onde as ondas luminosas se interferem destrutivamente. O padrão de faixas de faixas de luz projetado na tela é chamado franjas de interferência.
A interferência da luz foi inicialmentedemonstrada por Thomas Young, em 1806.
	POLARIZAÇÃO
	
	Joseph Gay-Lussac (1778 - 1850)
	
	A polarização é uma propriedade das ondas eletromagnéticas, inclusive da luz , que confina a onda a um único plano de vibração. A luz natural não está polarizada, o que significa que se pudéssemos olhar de frente um raio de luz veríamos o vetor elétrico vibrando igualmente em todas as direções perpendiculares ao raio.
No caso da luz esse comportamento pode ser percebido com o uso de materiais polarizadores. Dois polarizadores no mesmo plano, estando um em rotação, podem produzir escuridão em determinados ângulos.
O primeiro polarizador que a luz encontra permite a passagem apenas da radiação que vibra em uma direção particular. Se o segundo polarizador é colocado de forma a permitir a passagem apenas da luz que vibra na direção perpendicular àquela direção particular, então nenhuma luz transmitida pelo primeiro polarizador será capaz de passar pelo segundo.
Os polaroides basicamente são constituídos de uma camada de pequenos cristais de iodo sulfato de quinina dispostos entre duas capas de plástico. Os mencionados cristais têm forma alongada, e todos estão orientados previamente na mesma direção com ajuda de um intenso campo elétrico. Por esse motivo o polaroide só deixa passar luz num plano. 
Os polaroides são utilizados em instrumentos de laboratório, e também para evitar o ofuscamento produzido pela incidência da luz solar nos vidros dos carros. Na praia, a utilização de lentes polarizadoras nos óculos de sol permite que parte da luz incidente sobre a lente seja absorvida, diminuindo o excesso de iluminação. 
 
	ONDAS 
ELETROMAGNÉTICAS
	
	James C. Maxwell (1831 - 1879)
	
 
	O rádio e a televisão funcionam graças a ondas eletromagnéticas. Numa estação de rádio, ou televisão, existem os transmissores e uma antena. A antena é um condutor de corrente elétrica, cujos elétrons executam um movimento vibratório, com determinada freqüência. Esse movimento é produzido pelos circuitos dos transmissores. O movimento vibratório dos elétrons cria as ondas eletromagnéticas características daquela estação e que se propagam em todas as direções do espaço.
No aparelho de rádio, ou televisão, também existem circuitos e uma antena. Na antena receptora os elétrons também têm movimento vibratório, de mesma freqüência que os elétrons da antena transmissora. Esse movimento é produzido pelas ondas eletromagnéticas captadas pela antena.
Os elétrons da antena transmissora produzem a onda e esta faz os elétrons da antena receptora vibrarem com a mesma freqüência.
As ondas eletromagnéticas são dois campos perpendiculares variáveis, um elétrico e outro magnético, que se propagam. Essa propagação pode ocorrer no vácuo e em determinados materiais. 
Como exemplo de ondas eletromagnéticas, podemos citar as ondas de rádio, as ondas de televisão, as ondas luminosas, as microondas, os raios X e outras. Essas denominações são dadas de acordo com a fonte geradora dessas ondas e, em geral, correspondem a diferentes faixas de freqüências.
No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas propagam-se com a velocidade de 300.000 km/s.  
	MOVIMENTO HARMÔNICO
	
	Wolfgang Pauli (1900 - 1958)
	
	Na vida cotidiana, os movimentos harmônicos são bastante freqüentes. São exemplos disso os movimentos de uma mola, de um pêndulo e de uma corda de violão.
Cada um desses movimentos oscilatórios realizam movimentos de vaivém em torno de uma posição de equilíbrio, e são caracterizados por um período e por uma freqüência. O período é o tempo que o objeto gasta para realizar uma oscilação completa (ou seja, um movimento completo de ida e volta) e a freqüência é o número de oscilações na unidade de tempo.
O estudo desse movimento costuma ser feito a partir do movimento circular e uniforme. Para isso consideremos uma partícula em movimento circular e uniforme numa circunferência. Façamos a projeção do movimento circular sobre o eixo abaixo. Observamos que enquanto a partícula desloca-se na circunferência a projeção desloca-se entre os extremos da oscilação. O movimento da projeção é um movimento harmônico simples.
Na oscilação de uma mola, a velocidade anula-se nas posições extremas e é máxima ao passar pela posição central. É um movimento variado, mas não uniformemente variado, pois a aceleração não é constante, variando de ponto a ponto na trajetória da mola.
 
	FENÔMENOS 
SONOROS
	
	Alexandre Grahan Bell (1847 - 1922)
	
 
	Todos os sons são produzidos por corpos que vibram. Os sons podem ser gerados por vibrações de cordas, como num violão. É o que acontece também num piano: quando pressionamos uma tecla, um pequeno martelo percute uma corda esticada, e esta começa a oscilar. Num tambor, a vibração é de uma membrana; nos instrumentos de sopro (corneta, flauta, etc.), o que vibra é uma coluna de ar, colocada em movimento pelo sopro do instrumentista. Nossa voz também é resultado de uma vibração. Quando falamos ou cantamos, o ar que sai dos pulmões põe em movimento as cordas vocais, que são pequenas membranas localizadas no interior da laringe.
Ao vibrar, a fonte sonora (ou seja, o corpo que emite som) comprime e rarefaz o ar que se encontra em sua vizinhança. Formam-se, desse modo, ondas (as onda sonoras) que se propagam no espaço. Ao penetrar no ouvido elas fazem a membrana do tímpano vibrar, e esse sinal é então transmitido ao cérebro, que o interpreta como som.
	EFEITO DOPPLER
	
	Christian J. Doppler (1803 - 1853)
	
 
 
	Denomina-se efeito Doppler a alteração da freqüência notada pelo observador em virtude do movimento relativo de aproximação ou afastamento entre uma fonte de ondas e o observador.
Embora se trate de um fenômeno característico de qualquer propagação ondulatória, o efeito Doppler sonoro é mais comum em nosso cotidiano.
Quando um automóvel aproxima-se de nós buzinando, percebemos o som da buzina mais agudo (maior freqüência) do que perceberíamos se o veículo estivesse em repouso. Por outro lado, quando o automóvel afasta-se buzinando, percebemos um som mais grave (menor freqüência) do que perceberíamos se o veículo estivesse em repouso.
Desenhando as frentes de onda, percebe-se que quem está à direita da fonte recebe, num certo tempo, um número maior de ondas. Nesse caso, a freqüência do som se torna maior, isto é, produz um som mais agudo. Para quem está à esquerda o número de ondas diminui, o que diminui a freqüência é torna o som mais grave.
É possível observar o efeito Doppler não apenas com o som, mas com qualquer outro tipo de onda, mesmo com a luz. Em observações astronômicas o efeito Doppler permitiu verificar que as galáxias estão se afastando umas das outras com velocidades muito grandes, o que levou a conclusão de que o Universo está em expansão. 
	Óptica
	REFLEXÃO TOTAL
DA LUZ
	
	Wolfgang Pauli (1900 - 1958)
	 
 
	Um feixe de luz que se propaga na água, por exemplo, atinge a fronteira com o ar. Uma parte da luz volta para a água, gerando um feixe refletido. O restante passa para o ar, gerando um feixe refratado.
O feixe refletido e o feixe incidente formam ângulos iguais com a direção normal. O feixe refratado forma um ângulo maior. Se aumentarmos o ângulo de incidência, o feixe refratado se afastará mais da normal.
Aumentando mais o ângulo de incidência, chegará uma situação em que o feixe refratado será quase paralelo à superfície. Nessa situação, quase toda a luz é refletida.
Aumentando um pouco mais o ângulo de incidência, o feixe refratado desaparece e toda a luz passa a ser refletida. Esse fenômeno chama-se reflexão total.
Para que a reflexão total ocorra, são necessárias as seguintes condições:
- A luz deve provir do meio mais refringgente (mais denso) para o meio menos refringente (menos denso).
- O ângulo de incidência devve ser maior que um determinado valor, chamado ângulo-limite de refração. Esse ângulo depende do par de meios considerados, no caso da água e ar,é aproximadamente 49º.
Um exemplo de aplicação da reflexão total é o das fibras ópticas, largamente usadas nas telecomunicações, na endoscopia (medicina) etc. Nas fibras ópticas um raio de luz penetra por uma extremidade e emerge pela outra extremidade, após sofrer diversas reflexões totais.
 
	FUNCIONAMENTOS
FIBRAS ÓPTICAS
	A fibra óptica foi descoberta há quase um século, mas o desenvolvimento de pesquisas sobre suas propriedades só começou em 1952. A partir daí, ela pôde ser aplicada em diversas áreas do conhecimento.
Conhecidas também como tubos de luz, elas são finíssimas, constituídas de vidro transparente, com alto grau de pureza e esticado até chegar a medir 0,5 mm de diâmetro. Uma vidraça feita com esse vidro poderia ter até 1 km de espessura e ser perfeitamente transparente. 
A interface núcleo-revestimento funciona como um espelho, refletindo a luz continuamente. A luz penetra numa das extremidades da fibra, passa por dentro dela e atinge a outra extremidade, mesmo que a fibra forme curvas. Não importa a distância, as fibras ópticas levam informações de uma parte à outra, quase instantaneamente, ou seja, à velocidade da luz.
Quando a luz passa de um meio para outro, como do ar para a água, ela sofre uma determinada refração, que provoca um desvio em sua trajetória. Quando um destes meios é um cilindro de vidro, dependendo do ângulo de incidência da luz sobre uma das extremidades do cilindro, podem ocorrer dois fenômenos: se o raio luminoso atinge a extremidade com uma inclinação muito grande, ao atravessar o meio de vidro sofre um desvio de trajetória e escapa ao primeiro contato com a parede oposta; contudo, se incide de uma posição próxima à do eixo do cilindro, ao atravessar o meio de vidro sofre também uma refração, mas não atravessa as paredes do cilindro - ao contrário, reflete-se nela, atinge a parede oposta e, assim, em ziguezagues sucessivos, vai sair pela outra extremidade do cilindro, experimentando apenas uma pequena redução em sua intensidade inicial. Esse fenômeno, denominado reflexão interna total, é utilizado nas fibras ópticas.
Uma das utilidades da fibra óptica está na medicina: ela pode captar e transmitir, sem distorções, uma imagem de uma extremidade a outra. Há vários tipos de endoscópio que empregam essa propriedade das fibras ópticas para exames visuais do interior do corpo humano. Neles, um tubo muito fino e flexível contém dois feixes de fibras, um para iluminar a região e outro para a visualização. Este tubo é introduzido, por exemplo, em uma veia do paciente e conduzido através das artérias até chegar ao órgão que se deseja examinar. Assim, pode-se, por exemplo, acompanhar o funcionamento do coração de um paciente.
(Atualmente, na medicina, a fibra óptica vem sendo substituída por micro câmeras de vídeo)
�� INCLUDEPICTURE "http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica5/leituras/fibras30.gif" \* MERGEFORMATINET 
Antes do desenvolvimento das fibras ópticas, a telefonia utilizava apenas fios de metal, por onde a mensagem, transformada em pulsos elétricos, é transportada. Em relação aos antigos fios de metal, a capacidade de transmissão de informações com fibras ópticas aumentou milhares de vezes.
Há inúmeras vantagens no uso das fibras ópticas sobre o dos cabos metálicos, nas telecomunicações. Quanto ao desempenho, cada fibra óptica tem capacidade equivalente a 400 fios metálicos duplos. Assim, enquanto um cabo com 200 fios de cobre permite a transmissão de 1500 conversas telefônicas. Um cabo com apenas 12 fibras ópticas garante 9600 conversas. Além do fato de terem pequeno peso e volume reduzido, as fibras ópticas não sofrem as interferências magnéticas comuns aos fios metálicos.
	
ANTENAS
	
As antenas são dispositivos destinados a transmitir ou receber ondas de rádio. Quando ligadas a um transmissor (de rádio, TV, radar, etc.) convertem os sinais elétricos em ondas eletromagnéticas. Quando ligadas a um receptor, captam essas ondas e as convertem em sinais elétricos que são amplificados e decodificados pelo aparelho receptor (de rádio, televisão, radar, etc).
O transmissor produz o sinal na forma de corrente alternada, ou seja, com rápida oscilação, indo e vindo ao longo de seu condutor. A freqüência da oscilação pode ir desde milhares de vezes por segundo até milhões de vezes por segundo, e é medida em kilohertz ou megahertz. Ao oscilar na antena de transmissão, a corrente produz uma onda eletromagnética em sua volta, que se irradia pelo ar. Quando atinge uma antena receptora, a onda eletromagnética induz nela uma pequena corrente elétrica que se alterna para a frente e para trás ao longo da antena, acompanhando as oscilações da onda. Essa corrente é muito mais fraca do que a presente na antena transmissora, mas pode ser amplificada pelo aparelho receptor.
A atmosfera encontra-se repleta de ondas eletromagnéticas de várias freqüências, e todas elas atingem as antenas receptoras. Contudo, cada aparelho receptor possui meios próprios para selecionar uma faixa estreita de freqüência, podendo sintonizar um sinal em particular. Ao ser sintonizado numa certa faixa de freqüência, o receptor só responde aos sinais dessa faixa determinada, excluindo as demais.
Cada freqüência está associada a um comprimento de onda. Quanto mais alta a freqüência, menor é o comprimento de onda (o produto das duas é sempre igual a velocidade da luz). A eficiência de uma antena depende da relação correta ente seu comprimento físico e o comprimento de onda do sinal que transmite ou recebe. O ideal é que as antenas tenham exatamente a metade, ou um quarto, do comprimento de onda que recebem ou transmitem. Os princípios que regem o funcionamento das antenas receptoras ou transmissoras são idênticos.
As antenas de transmissão podem estar em posição horizontal ou vertical, mas requerem que as antenas receptoras de suas emissões observem o mesmo posicionamento. As montadas verticalmente causam pouco efeito nas receptoras horizontais (e vice-versa). 
Os sinais radiofônicos de ondas médias e longas seguem a curvatura da Terra, chegando a se propagar por centenas e até milhares de quilômetros com relativamente pouca perda de potência. Por outro lado, os comprimentos de onda menores, como as de freqüência VHF ou UHF, usados para transmissão de alta fidelidade, estereofonia ou televisão, propagam-se de maneira similar a um feixe luminoso, limitando seu alcance até a linha do horizonte.
Antenas direcionais
Refletores parabólicos são usados em casos como as transmissões de radar, comunicações telefônicas, recepção de satélites, etc., onde se requer maior diretividade da antena. Eles têm a forma do refletor de um farol de automóvel e focalizam as ondas em um feixe bastante estreito. Esse tipo de antena proporciona a emissão e recepção de sinais dotados de grande nitidez e resolução.
Os Satélites
Os avanços recentes na tecnologia de satélites permitiram o desenvolvimento de uma nova geração de satélites de telecomunicações. A transmissão em uma largura de banda bastante grande tornou-se possível graças ao uso de freqüências bastante altas e a um aumento da potência disponível dentro dos satélites. Uma das principais conseqüências disso foi uma drástica redução do tamanho e custo das estações terrestres. Através de satélites geoestacionários pode-se alcançar taxas de transmissão digital muito altas usando estações terrestres relativamente baratas. Se comparadas às redes terrestres, as redes via satélite têm muitas características diferentes. Essas novas características causam um impacto muito grande na comunicação entre computadores devido às novas possibilidades que oferecem. Contudo, elas também envolvem novos problemas. 
Os satélites são um versátil meio de comunicação e possibilitam atender a qualquer plano específico que qualquer corporação individual necessite. 
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Como funcionam 
Os satélites de comunicação são como torres de microondasmuito altas. Eles orbitam em volta da Terra, tal como a Lua. São colocados num arco exatamente sobre a linha do Equador, a cerca de 35600 km de altitude. O satélite brasileiro BRASILSAT, lançado em 8 de fevereiro de 1985, foi colocado numa órbita de 36042 km. Esta é a distância requerida para que o satélite demore exatamente 24 horas para dar uma volta completa em torno da Terra, ficando, portanto, sincronizado com a velocidade de rotação do planeta. Essa parte do arco equatorial é denominada Geossíncrona. Um satélite em órbita Geossíncrona permanece estacionário em relação a Terra, ou seja, ao olharmos para o satélite a partir da superfície da Terra, temos a impressão de que ele está parado no espaço. 
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Freqüências que ocupam no espectro 
As bandas de 3,7 a 4,625 GHz e 5,925 a 6,425 GHz foram designadas como freqüências para a transmissão de e para os satélites de comunicação, respectivamente. 
Um satélite amplifica o sinal de 6 Ghz que recebe de uma estação terrestre e o translada para 4 Ghz, transmitindo-o então, de volta para a Terra. Os satélites estão atualmente espaçados cerca de 2880 km (um ângulo de 4 graus visto da Terra). 
Os satélites de televisão devem estar separados 5760 Km entre eles ( ou 8 graus) devido à sua alta potência. 
A banda de 12 a 14 GHz está disponível para telecomunicações, os satélites podem estar a apenas 1 grau de distância entre eles. 
Utilizando freqüências tão altas é possível aumentar a potência transmitida, aumentando a relação do sinal para ruído e diminuindo a probabilidade de erro. Por outro lado, o comprimento de onda correspondente a tais freqüências é da mesma ordem de magnitude e do tamanho de gotas de chuva e partículas de neve. Uma onda de freqüência muito alta, propagada através da atmosfera terrestre, pode ser perturbada seriamente por tais obstáculos, aumentando então a probabilidade de erro. Uma vez que há o tipo e a extensão de atmosfera a ser atravessada é diferente de uma estação terrestre para outra, devido a sua posição geográfica, diferentes estações terrestres podem experimentar diferentes probabilidades médias de erros. Além disso, a probabilidade de erro experimentada por uma estação terrestre é bastante dependente de suas condições locais de tempo. Os valores da taxa de erro em bits e variações possíveis não são ainda muito bem conhecidos e assume-se, atualmente que taxas muito baixas, na ordem de 10-7, ou talvez 10-8, podem ser alcançadas com tempo claro. Por outro lado, sob condições de tempo muito severas e durante curtos períodos de tempo, a taxa de erro pode subir ao nível de 10-4 ou até 10-3. É interessante observar que o erro pode ocorrer na transmissão para ou do satélite; logo, se canais multidestinatários são utilizados, um erro pode afetar todas as estações receptoras ou apenas uma delas. 
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Sinais transmitidos 
Os sinais recebidos das estações terrestres são difundidos pelo satélite numa área geográfica pré-definida. A escolha do tamanho e da posição da área a ser atingida na superfície terrestre resulta de vários fatores, por exemplo, a potência a bordo do satélite, diâmetro da antena terrestre, considerações políticas, etc. A transmissão em alta freqüência permite a utilização de taxas de transmissão muito altas, da ordem de centenas de megabits por segundo. Para compartilhar esta capacidade entre os usuários, são utilizadas técnicas de FDMA - Frequency Division Multiple Access - e TDMA - Time Division Multiple Access. Em qualquer caso, os sistemas de satélite são projetados para oferecer altas taxas de transmissão aos seus usuários. Como os satélites de telecomunicações são colocados numa órbita geoestacionária, situada 36 mil km acima do Equador, o retardo para qualquer sinal propagar-se à velocidade da luz, entre estações na Terra, para cima e para baixo, através de satélites, está entre 240 e 280 milisegundos, dependendo da latitude e da longitude da estação terrestre. Além disso, outros retardos inseridos pelos equipamentos terrestres levam a um valor de retardo da ordem de 300 milisegundos. Como resultado disso, a quantidade de informações viajando no canal, supondo-se um canal de satélite operando a 2 megabits por segundo, será de 600 mil bits. O sinal enviado por qualquer estação terrestre pode ser recebido por qualquer outra estação terrestre. Isso permite construir canais multidestinatários, a um custo baixo, o que significa que um usuário pode enviar dados que serão recebidos por vários usuários ao mesmo tempo. 
O satélite ATS-1 lançado em sete de dezembro de 1966 pela NASA foi o primeiro satélite a usar a divisão múltipla de acesso por freqüência (FDMA) e ficou em órbita por vinte anos. 
Um novo método de interconexão foi testado e lançado em 1993 pela NASA. Este método é o ACTS (Advanced Communications Technology Satellite). Ele combina as vantagens do reuso de freqüências, spot beams e TDMA. 
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Vantagens da comunicação via satélite 
Os satélites de comunicação oferecem tais facilidades em velocidades de transmissão muito altas e em distâncias bastante longas. Com a redução de custo, tamanho e potência necessária, devido aos constantes avanços da microeletrônica, tornou-se possível um equipamento com uma estratégia de difusão mais sofisticada. Cada satélite é equipado com múltiplas antenas e múltiplos "transponders". Cada transmissão para a Terra pode ser focalizada numa área geográfica pequena, de modo que múltiplas transmissões do satélite e para o satélite podem ocorrer simultaneamente. 
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Divisão em canais 
Um satélite típico divide sua banda de 500 MHz por doze "transponders", cada qual com uma banda passante de 36 MHz. Cada "transponder" pode ser usado para codificar um único fluxo de dados de 50 Mbps, 800 canais digitais de voz de 64 Kbps e diversas outras combinações. Dois "transponders" podem usar polarizações diferentes, podendo assim, usar a mesma faixa sem interferência. 
Hoje, em dia, o canal é dividido de acordo com o tempo, primeiro uma estação depois a outra, e assim por diante. Isto é chamado de multiplexação por divisão de tempo. 
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Transponders 
Um satélite contém um ou mais "transponders", cada qual escutando uma parte do espectro, amplificando o sinal de entrada e retransmitindo em outra freqüência , para evitar interferência do sinal de entrada. Os feixes de transmissão podem ser bastante amplos, iluminando uma parte substancial da superfície terrestre, ou estreitos, iluminando áreas com diâmetro de centenas de quilômetros. 
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Transmissão 
A transmissão de uma mensagem é independente da distância percorrida. Uma chamada intercontinental não custa mais para ser mantida do que uma chamada para o outro lado da rua. 
A habilidade de adquirir uma banda passante imensa por períodos pequenos de tempo é atraente devido à natureza em rajadas do tráfego de computadores. Enviar uma fita magnética em uma linha telefônica de 56 Kbps leva 7 horas; enviar a mesma fita usando um único "transponder" de satélite de 50 Mgbps leva 30s. 
Todas as estações abaixo do feixe descendente podem receber a transmissão, incluindo estações piratas desconhecidas pela operadora. As implicações para a privacidade exigem alguma forma de criptografia. 
Os satélites não são utilizados apenas para telefonia e transmissão de dados; também podem ser empregados na difusão direta de sinais de televisão para finalidades domésticas. 
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Satélites Lançados 
O Syncom2, lançado pela NASA em 1963, foi o primeiro satélite de comunicação lançado para estarno mesmo tipo de órbita que a terra. 
O ATS-1, lançado pela NASA em sete de dezembro de 1966, foi o primeiro satélite a usar a tecnologia FDMA. 
O BRASILSAT, primeiro satélite brasileiro, foi lançado em 8 de fevereiro de 1985. Ele está operando em uma órbita inclinada a 63 graus de longitude oeste. Cada "transponder" oferece uma largura de banda de 36 MHz e cada canal com 10 watts de potência. Cada satélite tem 28 "transponders" na banda C para comunicação civil, cobrindo região leste. Um "transponder" na banda X para uso militar. A potência da banda X é suficiente para cobrir toda a região do Atlântico Sul, da costa da África e uma parte da Antártica. Cada "transponder" pode ser ocupado por 6 canais de TV, além de suportar até 2 mil ligações telefônicas simultâneas e milhares de canais de comunicação de dados. Direcionamento de "transponders" para atender o MERCOSUL Potência: 36 dBW No seu lançamento, pelo foguete Ariane, o BRASILSAT é deixado numa órbita inicial a 200 quilômetros de altura também conhecida como órbita de transferência. A partir daí, sempre controlado por terra e obedecendo às leis da astronomia, a Embratel desenvolve uma série de manobras no BRASILSAT até se aproximar da sua posição desejada, a 61 graus à oeste e a 36 mil quilômetros de distância da terra. 
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Aplicações da Comunicação via Satélite 
Transmissão de Televisão de Sinal Aberto e Por Assinatura 
Campanhas de Promoção de Vendas 
Treinamento e Apresentações Educacionais 
Transmissão de Dados 
Informação Empresarial 
Projetos Motivadores 
Discussões Gerenciais 
Noticiários Urgentes 
Alterações Técnicas 
Estratégias 
Transformação dos processos na corporação 
Comunicação Global 
Transmissão de Dados entre corporações 
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Benefícios da Comunicação via Satélite 
Informações não são filtradas : Uma mensagem pode ser enviada neste momento e recebida no destino pelo responsável com total exatidão, consistência e credibilidade; 
Economia de Tempo : A taxa de transmissão via satélite é muito rápida não importando a distância; 
Segurança e Confiabilidade: Pessoas não autorizadas não conseguem decodificar o código sem ter direito de acesso. 
Custo Efetivo : Para transmissões de dados via satélite a longas distâncias é muito mais barato este tipo de comunicação do que o uso, por exemplo, de uma linha telefônica.
	TELEFONE
	
O telefone é um aparelho utilizado para transmitir sons a distância, constituído basicamente de dispositivos para converter ondas sonoras em ondas elétricas - o microfone, para reverter esse processo - o receptor; o gancho que serve como interruptor; a campainha que dá o sinal de que o aparelho está recebendo uma ligação; e o disco, ou teclas, que selecionam o telefone com o qual se pretende estabelecer comunicação.
O transmissor contém duas partes importantes: o diafragma fino, de metal, e os grãos de carvão. Quando você fala no bocal, as ondas sonoras de sua voz fazem pressão contra o diafragma movem-no para a frente e para trás. Esse movimento muda a resistência dos grãos de carvão (aumentando-a e diminuindo-a) centenas de vezes por segundo, o que acarreta em uma variação da corrente elétrica originária da estação central. Essa corrente flui pela linha indo até o dispositivo receptor de outro aparelho.
O receptor contém um diafragma de aço e um eletroímã. Quando o diafragma do dispositivo transmissor se movimenta para dentro, os grãos de carvão sofrem uma compressão. A resistência desses grãos diminui e a corrente aumenta, fazendo com que o diafragma do dispositivo receptor seja movimentado também para dentro. Agora, quando o diafragma do dispositivo transmissor se movimenta para fora, a corrente diminui e o diafragma do dispositivo receptor se movimenta também para fora.
Portanto, quando uma pessoa fala num aparelho telefônico, o número de vibrações comunicadas ao diafragma do seu dispositivo transmissor corresponde ao mesmo número de vibrações reproduzidas no dispositivo receptor do outro aparelho.
As primeiras centrais telefônicas eram manuais: cada aparelho telefônico ligava-se, na central, a uma tomada situada em um painel; sobre essa tomada existia uma lâmpada. Assim que o usuário tirava o fone do gancho, esse fato era acusado pela lâmpada, que acendia. O operador da mesa indagava qual o número do aparelho pretendido e estabelecia a ligação entre os dois aparelhos.
A central telefônica funcionava em escala urbana da mesma forma que as atuais PBX fazem em escala restrita.
Em 1889, Almon Brown Strowger idealizou o primeiro seletor automático, um dispositivo eletromecânico dotado de pequenos braços giratórios capazes de percorrer um conjunto semicircular de contatos. O usuário, acionando esse dispositivo por meio do disco do seu aparelho, conseguia selecionar o aparelho desejado: era o fim das centrais telefônicas manejadas por operadores; nasciam assim as centrais telefônicas automáticas.
As centrais telefônicas foram, pouco a pouco, crescendo em volume e complexidade, à medida que aumentava o número de aparelhos telefônicos em operação. O grande desenvolvimento da eletrônica ampliou as perspectivas da telefonia. As partes eletromecânicas do sistema telefônico acabaram sendo substituídas por dispositivos eletrônicos que preenchiam as mesmas funções.
	
Como Funciona a Telefonia Fixa
"Tele" à SIGNIFICA DISTÂNCIA
Portanto TELECOMUNICAÇÃO significa "COMUNICAÇÃO A DISTÂNCIA"
Por mais alto que agente fale, sempre haverá um limite em que nossa voz será ouvida. Caso o meio de propagação seja o ar, por exemplo : 
A necessidade que sentíamos em fazer com que nossa voz fosse captada independente da distância levou o homem a inventar o "telefone".
"Fone" à SIGNIFICA SOM
Portanto TELEFONE significa "SOM A DISTÂNCIA"
Em 1857, Grahham-Bell inventou um equipamento que lhe permitiu falar com um companheiro a uma distância aproximada de 50m, sem que fosse preciso gritar. Estava, portanto, inventado o telefone. 
  
Logo depois, algumas pessoas aderiram ao invento. 
Como vemos, a interligação entre todos os telefones começou a provocar um incoveniente :
--> Para que fossem interligados 5 telefones eram necessários 10 fios.
--> Se fossemos interligar 9 telefones, pelo mesmo processo, teríamos um total de 35 fios. 
Você pode imaginar então que este processo para se interligar os telefones deveria ser rapidamente revisto. Deveria haver algo que pudesse concentrar todos os telefones num ponto e daí, interliga-los através de algum processo. Foi então que surgiu a MESA TELEFÔNICA. 
Se o dono do telefone A quisesse falar com o dono do telefone F, a ligação teria que ser completada manualmente através de uma operadora.
Ocorre que o interesse no telefone começou a tomar proporções mais significativas. Mais e mais pessoas foram adquirindo fones até que, por mais que se esforçasse, a operadora já não conseguia mais "Prestar um bom Serviço".
Surgiu então o equipamento que faria o serviço da telefonista, a CENTRAL TELEFÔNICA AUTOMÁTICA. 
Dependendo da demanda telefônica e da expansão geográfica do local, dimensiona-se a quantidade de centro de fios necessária.
Em Castro Alves/BA, por exemplo, apenas uma CTA é suficiente para atender a todos os clientes.
Entretanto, em Salvador/BA, cuja demanda é muito maior e distribuída ao longo de sua extensão geográfica, justifica-se a implantação de vários CENTROS DE FIOS.
--> Uma cidade pequena que comporta apenas uma central : 
--> Uma cidade maior que comporta 3 centrais : 
--> Uma cidade que comporta 5 centrais : 
Podemos notar que a quantidade de cabos troncos necessárias para interligar, uma a uma, as 5 centrais telefônicas ( 10 cabos ao todo ), sugere a criação de algo que interligue as centrais de uma maneira econômica e confiável.
Surge então a CENTRAL TANDEM, onde sua função é interligar as centraistelefônicas sem que cada uma seja necessariamente ligada direta a outra.
O cabo tronco, que interligava as centrais locais, deixa de existir. 
Até agora nos restringimos a imaginar as ligações entre telefones de uma mesma cidade. Porém, temos que imaginar como faremos para fazer a comunicação telefônica entre duas cidades.
As duas primeiras cidades interligadas tinham uma distância de poucos kilômetros uma da outra. A interligação foi feita através de uma LINHA FÍSICA, ou seja, FIO. 
Porém, a interligação entre cidades tornar-se-iam mais econômicas se realizadas através de equipamentos de rádio. Podemos representar uma ligação telefônica, via rádio, entre duas cidades de grande demanda telefônica, que tenham CENTRAIS LOCAIS, TANDEM E TRÂNSITO. 
Uma ligação entre Salvador e uma cidade dos EUA, seria basicamente representada pelo seguinte esquema : 
Modems
 
O modem (modulador/demodulador) é uma invenção antiga, mas ainda fundamental para o mundo dos computadores. Hoje, há modems rápidos, trabalhando a 56.600 bps, mas muitos ainda se lembram dos antigos aparelhos que operavam a 300 bps. O interessante é que, há uns cinco anos atrás, apenas uma pequena porção dos computadores tinha a disponibilidade de um modem. A consolidação da Internet e a explosão de transações pela rede provocou o surgimento de um enorme mercado para os modems e as fábricas têm respondido com um desenvolvimento sem precedentes. 
Inicia-se esta seção perguntando-se sobre qual seria a maneira mais fácil de fazer a comunicação entre dois computadores distantes ? É claro que a resposta óbvia é via linha telefônica. Quase todos têm acesso a uma e já existe uma sofisticada rede de interconexão propiciada pelas companhias telefônicas. O problema reside no fato das linhas telefônicas terem sido preparadas para o tráfego da voz e não para os sinais digitais dos computadores. A informação digital dos computadores precisa de ser convertida em sinais adequados para o tráfego pela rede telefônica pública. O aparelho responsável por essa conversão é o modem. 
Hoje em dia, a palavra modem é também usada para designar dispositivos usados em transmissão exclusivamente digital, como por exemplo os dispositivos que recebem as informações digitais originados em um computador e os adequam para uma linha telefônica digital, como a ISDN (Rede Digital de Serviços Integrados). 
Os modems são sempre usados aos pares, um em cada extremidade do caminho de transmissão. Para garantir a comunicação, o usuário deve assegurar-se de que tanto o modem transmissor como o receptor usem o mesmo protocolo, que são as regras que descrevem precisamente o formato dos dados, o esquema de modulação e a velocidade de transmissão. 
Antes de um estudo mais aprofundado, serão esclarecidos alguns conceitos. O primeiro conceito é o termo canal. Toda vez que se faz a comunicação entre dois pontos, diz-se que essa comunicação acontece através de um canal. Por exemplo, quando duas pessoas falam através do telefone comum, elas usam o canal telefônico. Outro conceito muito importante e também bastante intuitivo é o do ruído. Em toda comunicação, existe ruído presente. É claro que, quanto maior o ruído, maior é a chance de acontecerem erros nessa comunicação. Todo canal é corrompido pelo ruído. A potência do ruído, de forma absoluta, não traz muita informação, o que interessa é a comparação da potência do ruído com a potência do sinal que passa pelo canal. Por isso, o ruído é caracterizado através do que se chama Relação Sinal/Ruído (SNR), que normalmente é medida em dB (decibel). Quanto maior for a SNR, melhor será a comunicação. 
Generalidades 
A Figura 1 apresenta uma típica conexão usando modem, onde um usuário acessa um provedor Internet (ISP, "Internet Service Provider") através da rede telefônica pública (PSTN, "Public Switch Telephone Network"). O enlace digital entre o computador e o modem é transformado por este último em um enlace analógico, que chega até a central telefônica. Já o enlace entre as centrais é feito de forma digital, exceto as centrais muito antigas. Algumas grandes instituições, como os bancos, alugam linhas privadas digitais e, com isso, têm, desde a origem até o destino, um enlace completamente digital e podem então comunicar-se a grandes velocidades. Os principais problemas da conexão entre computadores surgem no enlace analógico, que foi originalmente projetado para trabalhar com voz na faixa de 300 até 3 kHz. Bem, se o problema está nas linhas telefônicas analógicas, não seria possível substituí-las por enlaces digitais ? Provavelmente não, pois ficaria muito caro. É preciso contentar-se com as velhas linhas telefônicas. 
Figura 1: O enlace entre dois computadores.
Protocolo 
Quem já trabalhou com modems com certeza já viu uma lista de especificações: v.34, v.32, v.22, bell 212A, etc.. Essas especificações dizem respeito aos protocolos que um modem pode cumprir. Os modems, assim como as pessoas, precisam de uma linguagem comum para que cada um entenda o outro. No começo dos anos 70, a Bell era a maior projetista e produtora de modems e, por isso, seus modems acabavam virando padrões. 
Esses padrões foram mais tarde adotados como recomendações de uma organização de padrões mundiais, denominada "Comité Consultatif International de Telegraphie et Telephonie", abreviada como CCITT. Ela foi mais tarde renomeada para "International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization", abreviada como ITU-T, que em português seria traduzido como União Internacional de Telecomunicações, com sede em Genebra, na Suiça. 
Diversos padrões para comunicação de dados sobre rede telefônica, em especial para modems, foram desenvolvidos pela ITU-T. Esses padrões estão nomeados com siglas que começam com a letra V e, por isso, são conhecidos como padrões e recomendações da série V. A ITU-T pode ser facilmente acessada através do seu site: http://www.itu.int. 
Quão Rápido Pode Ser um Modem 
A Rede Telefônica Pública (PSTN) foi projetada para trabalhar na faixa de freqüências (Banda Passante - W) de 300 a 3 kHz. As informações são transmitidas através da linha telefônica com o uso das variações (modulação) de um determinado sinal, chamado de portadora. Quanto maior for o número de variações por segundo, maior será a quantidade de informação transmitida, ou seja, maior será a taxa de bits. A taxa de bits é medida em bps, que significa bits por segundo. 
Em 1928, um matemático que trabalhava nos laboratórios da Bell, Harry Nyquist, estabeleceu uma relação entre a banda passante de um canal e a máxima taxa de bits que o canal poderia transportar. Esse teorema estabelece que esta taxa máxima é igual a 2 x W, onde W é a banda passante do canal. Dessa forma, o teorema de Nyquist leva a uma aparente limitação da máxima taxa de transmissão para um canal de voz. Uma comunicação unidirecional estaria limitada a 3.000 bps e, para um canal bidirecional, ela seria de 1.500 bps. Dessa forma, em 1985, um modem de 1.200 bps era considerado estado da arte e vendido por US$ 500. Agora, como explicar que existem modems trabalhando de forma bidirecional a 33.600 bps, ou mais ? 
Olhando de forma mais cuidadosa para o teorema de Nyquist, nota-se que ele se refere às mudanças da portadora e especificamente à taxa de transmissão. Isto significa que, se for associado um bit para cada variação da portadora sinal, é possível atingir taxas de transmissão mais altas. 
Nos antigos tempos da transmissão telegráfica, foi definida a unidade Baud, que especifica a quantidade de mudanças do sinal por segundo. Ela também é referenciada à taxa de modulação na qual os sinais estão sendo transmitidos. Se os sinais puderem assumir apenas dois valores, por exemplo, 5V para o bit 1 e 0V para o bit 0, então a taxa de modulação em Baud é igual à taxa de transmissão em bits por segundo. Porém, se os sinais assumirem 4 valores, por simplicidade 0; 1,66; 3,33 e 5V, pode-se associar 2 bits para cada um desses valores. Agora, para