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A freqüência das ondas geradas pelo circuito mostrado na figura 1.11 depende das propriedades do capacitor e da bobina. O tempo de carga e descarga de um capacitor é diretamente proporcional à sua capacitância. Da mesma maneira, a quantidade de energia armazenada em uma bobina depende de sua indutância.
Circuitos ressonantes deste tipo não são apropriados para geração de ondas com freqüências elevadas, na faixa de GHz, como é o caso dos fornos de microondas, que utilizam ondas com freqüência de 2,45 GHz. Neste caso, as ondas são geradas por um magnetron.
A tabela abaixo mostra a denominação das bandas para a faixa de microondas.
Como funciona o magnetron?
O princípio de funcionamento do magnetron está baseado no
efeito de circuitos ressonantes, conforme descrito a seguir.
O circuito ressonante tem a capacidade de gerar ondas e é formado pela ligação em paralelo de uma bobina e um capacitor. Quando uma bobina é percorrida por uma corrente elétrica, um campo magnéticoé gerado ao seu redor. Esse campo possuirá um pólo norte e um pólo sul nas extremidades da bobina, exatamente como em um ímã permanente. Se o sentido da corrente que circula pela bobina for invertido, o sentido do campo magnético também inverterá e, no caso da fonte de alimentação da bobina ser desligada, o campo magnético diminuirá, gerando uma tensão na bobina a qual, durante um certo intervalo de tempo, manterá a corrente fluindo no mesmo sentido, na tentativa de impedir a diminuição do campo, preservando a energia armazenada no circuito. Esta habilidade das bobinas de armazenar energia é chamada de “indutância”.
No caso de um capacitor, que é constituído por duas placas metálicas separadas por ar, papel, óleo, mica ou outro tipo de isolante, ocorre o armazenamento de energia elétrica. Quando ligadas a uma fonte de alimentação, uma das duas placas se carregará negativamente e a outra positivamente, como mostra a figura 1.13. Existirá corrente no circuito apenas durante a carga e a descarga do capacitor. Quando ligamos uma bobina e um capacitor em paralelo, e tomando como ponto de partida um instante em que o capacitor está totalmente carregado, a corrente no circuitoé nula. Imediatamente os elétrons da placa negativa do capacitor começam a fluir pela bobina, para atingir a placa positiva. Neste ponto, a corrente na bobina é máxima e a energia é armazenada na forma de energia magnética, até que a carga do capacitor seja reduzida a zero. Como o capacitor não pode fornecer elétrons durante muito tempo, o fluxo de elétrons diminui. A queda da corrente resulta na redução do campo magnético, iniciando o fluxo de elétrons para carregar o capacitor com polaridade oposta à inicial. Quando o capacitoré carregado, a placa negativa do capacitor torna-se positiva e novamente a corrente se torna nula. Assim sendo, o capacitor recebe carga novamente mas, agora, através da bobina forçando um fluxo de elétrons no sentido contrário ao anterior. O campo magnético da bobina novamente aumenta, mas em sentido oposto, pois, como já sabemos, conforme mudamos o sentido da corrente, alteramos também o do campo magnético. Novamente o sentido do fluxo de elétrons inverte, enquanto a intensidade do campo magnético da bobina diminui gradativamente, porém mantendo-o o tempo suficiente até recarregar o capacitor. No instante seguinte, voltamos à situação inicial, onde o fluxo de correnteé nulo e o capacitor está carregado. A partir daí o ciclo é repetido, produzindo uma corrente alternada no circuito. Dessa maneira a carga e descarga de um capacitor e de uma bobina geram oscilações eletromagnéticas.
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