Com o objetivo de determinar os parâmetros da carga de um s...

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Q2042955 Engenharia de Telecomunicações
Com o objetivo de determinar os parâmetros da carga de um sistema e de se projetar uma rede de casamento de impedância para essa carga, foram realizadas medidas por meio de uma linha de transmissão fendida de impedância característica de 50 Ω. Considere que se obtiveram os seguintes resultados: distância de 9 cm entre a carga e o primeiro mínimo de tensão; distância de 21 cm entre dois mínimos sucessivos de tensão; coeficiente de onda estacionária na carga igual a 4. A partir dessas informações, julgue o item a seguir, assumindo perdas desprezíveis no sistema.
É correto concluir que a freqüência do sinal utilizado nessa medida é inferior a 800 MHz, e a carga é complexa, com reatância capacitiva. Para se realizar, nessa freqüência, o casamento de impedância entre a carga e uma linha de transmissão de 50 Ω, é suficiente usar um transformador de um quarto de comprimento de onda com impedância característica inferior a 30 Ω, desde que inserido em um ponto de mínimo de tensão na linha de 50 Ω.
Alternativas

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Alternativa correta: C - certo

Tema central: A questão aborda caracterização de cargas em linhas de transmissão e técnicas de casamento de impedância utilizando medidas práticas de mínimos de tensão e coeficiente de onda estacionária (ROE ou SWR).

Resumo teórico: Em linhas de transmissão, a análise de mínimos/máximos de tensão permite determinar:

  • Comprimento de onda (λ) pela distância entre mínimos sucessivos (que é λ/2);
  • Posição e natureza da carga (se é resistiva ou complexa, e qual o tipo de reatância);
  • Coeficiente de onda estacionária (ROE), que indica o descasamento na linha.
O casamento de impedância pode ser feito por transformadores de ¼ de onda, escolhendo-se a impedância característica adequada para igualar a impedância vista pela linha à da carga (Ref: Pozar, "Microwave Engineering" e Hayt, "Eletromagnetismo").

Justificativa da alternativa correta:

- Frequência: A distância entre dois mínimos é 21 cm, logo λ = 42 cm. Como f = c/λ, temos f = 3 × 10⁸ m/s ÷ 0,42 m ≈ 714 MHz, de fato menor que 800 MHz.
- Natureza da carga: O primeiro mínimo fica antes da carga (apenas 9 cm). Isso indica que a carga não é puramente resistiva. Em linhas, o mínimo mais próximo da carga sugere componente reativa. Para o mínimo estar antes da carga, há uma reatância capacitiva (exemplo clássico).
- Casamento por transformador de ¼ de onda: Para casar impedâncias com SWR = 4 (Zcarga = 200 Ω ou 12,5 Ω), utiliza-se Z₀transformador = √(ZC × ZL). Como Z₀ = 50 Ω e o casamento exige menor que 30 Ω, faz sentido se a carga for menor que 50 Ω, bastando inserir no mínimo de tensão.

Análise das alternativas:

Como se trata de questão de Certo/Errado, focamos na alternativa correta. O item está correto porque todos os dados experimentais conferem com a teoria e os métodos práticos de casamento usando transformador de ¼ de onda, inclusive a análise da frequência e da natureza reativa da carga.

Dicas para concursos:

  • Atenção à posição dos mínimos de tensão: eles indicam o tipo de reatância (capacitiva se o mínimo está antes, indutiva se depois).
  • Sempre calcule a frequência a partir de dados de comprimento de onda!
  • Em casamento por ¼ de onda, lembre-se: Z₀Transformador = √(ZC × ZL).

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