Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

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Sistemas de Comunicação


No mundo moderno, a comunicação se tornou uma parte essencial de nossas vidas diárias. Quer seja falando com alguém a quilômetros de distância ou obtendo informações instantaneamente, os sistemas de comunicação desempenham um papel vital. Neste guia abrangente, exploraremos os fundamentos dos sistemas de comunicação, focando em conceitos simples e diretos. Exploraremos as definições, componentes e tipos de sistemas de comunicação, incorporando exemplos visuais e textuais.

O que é o sistema circulatório?

Um sistema de comunicação é um conjunto de dispositivos e tecnologias que facilitam a transmissão de informações de um lugar para outro. Neste contexto, a informação pode ser voz, vídeo, dados ou texto. Seu principal objetivo é comunicar a mensagem de forma eficaz e precisa.

Os principais componentes de um sistema de comunicação são transmissores, meios de transmissão e receptores:

Transmissor meio de transmissão Receptor

Componentes dos sistemas de comunicação

1. Transmissor

Um transmissor é um dispositivo que envia um sinal ou mensagem. Ele converte o sinal da mensagem, que pode estar na forma de som, imagem ou dados, em uma forma adequada para transmissão. Isso geralmente envolve converter o sinal em forma elétrica e modulá-lo em uma onda portadora.

Modificar mensagem converter em sinal elétrico

2. Meio de transmissão

O meio de transmissão é o caminho físico pelo qual o sinal viaja do transmissor para o receptor. Pode ser:

  • Com fio: Como cabo de par trançado ou fibra óptica.
  • Sem fio: Como usando ondas de rádio ou sinais infravermelhos.
Com fio Sem fio Fibra Óptica

3. Receptor

O receptor é o dispositivo que captura e entende a mensagem transmitida. Ele extrai o sinal original da onda portadora modulada e o converte de volta em uma forma compreensível por seres humanos ou máquinas, como som ou texto.

Demodular Sinal Converter para forma compreensível

Tipos de comunicação

1. Comunicação analógica

A comunicação analógica usa sinais contínuos para transferir dados. Esses sinais variam em amplitude, frequência ou fase ao longo do tempo. Um exemplo comum é a transmissão de rádio, onde o som é convertido em sinais contínuos para transmissão e depois convertido novamente em som para recepção.

Um exemplo de um sinal analógico:

Dimensões Tempo

2. Comunicação digital

Em vez de sinais contínuos, os sistemas de comunicação digital usam sinais discretos para transferir informações. Os dados são divididos em formato binário (0 e 1) para transmissão e depois montados novamente após a recepção. Esta forma é menos suscetível a ruídos e interferências do que a analógica. Um exemplo disso é a transferência de dados via Internet.

Um exemplo de um sinal digital:

Tempo Tempo sinal digital

Modulação e seus tipos

Modulação é uma técnica usada por um transmissor para codificar o sinal da mensagem em uma onda portadora para garantir que ele viaje eficientemente pelo meio de transmissão sem distorção. Existem três tipos principais de modulação:

1. Modulação de amplitude (AM)

Na modulação de amplitude, a amplitude da onda portadora é alterada de acordo com o sinal da mensagem, enquanto a frequência é mantida constante. É amplamente utilizada em radiodifusão.

Representação matemática:

s(t) = [A + m(t)] * cos(2πf_ct)

Onde:

  • A é a amplitude da onda portadora.
  • m(t) é o sinal da mensagem.
  • f_c é a frequência da portadora.

2. Modulação de frequência (FM)

Na modulação de frequência, a frequência da onda portadora varia em sincronia com o sinal da mensagem, mantendo a amplitude constante. FM é usada para transmissão de áudio de alta qualidade em rádio.

Representação matemática:

s(t) = A * cos(2π(f_c + Δf * m(t)) * t)

Onde:

  • Δf é a constante de desvio de frequência.

3. Modulação de fase (PM)

Na modulação de fase, a fase da onda portadora é alterada após o sinal da mensagem. Devido à sua semelhança com a modulação de frequência, é menos comumente usada sozinha e é frequentemente utilizada em conjunto com técnicas digitais.

Representação matemática:

s(t) = A * cos(2πf_ct + k_p * m(t))

Onde:

  • k_p é a constante de desvio de fase.

Ruído nos sistemas de comunicação

Ruído refere-se a qualquer sinal indesejado que interfere na transmissão e pode afetar severamente a clareza e a qualidade das mensagens transmitidas. Tipos de ruído incluem ruído térmico, ruído de intermodulação e jitter de fase, etc.

Exemplo do efeito de ruído:

Considere tentar ouvir uma transmissão de rádio quando há ruído estático ao fundo. Esse ruído estático é uma forma de ruído que dificulta a compreensão clara da mensagem sendo transmitida.

O papel da largura de banda nos sistemas de comunicação

Largura de banda refere-se à faixa de frequências que um canal pode transmitir. Maior largura de banda permite que mais informações sejam transferidas em um dado período de tempo, melhorando a qualidade e a velocidade do sistema de comunicação.

baixa largura de banda alta largura de banda

Com maior largura de banda, conjuntos de dados maiores, como vídeo de alta definição, podem ser transmitidos com perda mínima e menor latência.

Aplicações dos sistemas de comunicação

1. Telecomunicações

Isso inclui a transmissão de dados a longas distâncias, incluindo via redes telefônicas, a Internet e sistemas de satélite.

2. Transmissão

Envolve a disseminação de conteúdo de áudio e vídeo para audiências dispersas por meio de meios como rádio e televisão.

3. Comunicação de dados

Trata do intercâmbio de dados entre dispositivos de computação, que é facilitado principalmente pela Internet, redes locais (LANs) e redes de longa distância (WANs).

Os sistemas de comunicação são uma parte integral dos dispositivos modernos, como smartphones, instrumentos de teste e dispositivos de computação, garantindo conectividade e troca de informações em escala global.

Conclusão

Os sistemas de comunicação são uma parte vital de nossa infraestrutura moderna, permitindo a transmissão eficiente e contínua de informações através de uma variedade de meios, seja por meios analógicos ou digitais. Compreender os principais componentes e princípios desses sistemas nos permite apreciar sua complexidade e inovações à medida que continuam a evoluir.


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