Viagem na Eletricidade

"Viagem na Eletricidade" é uma série animada francesa composta por 26 episódios, com aproximadamente 5 minutos cada, que explicam os conceitos fundamentais da eletricidade. Criada por Jacques Rouxel, a série foi produzida pela empresa Animation Art-graphique Audiovisuel e pela Cité des Sciences et de l'Industrie.

Os episódios ajudam a popularizar a ciência, explicando os conceitos fundamentais da eletricidade e da engenharia elétrica, como corrente alternada, trifásica, potência e energia, e estabelecem uma conexão com o funcionamento da rede elétrica.

Antena Direcional para 2 Metros (VHF)

A literatura técnica frequentemente descreve transmissores de variadas potências para a faixa de 144 MHz, que, dependendo das condições específicas de propagação, possibilitam comunicações eficazes. No entanto, há sempre aqueles que buscam melhorar ainda mais os resultados obtidos com esses dispositivos, apesar dos esforços dos autores em maximizar seu desempenho.

Nessas condições, a intervenção no circuito é frequentemente menos proveitosa e pode acarretar complicações indesejáveis. Um exemplo disso é a substituição de transistores para aumentar a potência, que geralmente exige mudanças radicais em todo o circuito.

Entretanto, há uma maneira de aumentar consideravelmente o rendimento, ou melhor, a potência efetiva do transmissor, sem qualquer modificação de seu circuito: o emprego de uma antena direcional de alto ganho.

Ganho da Antena

Para exemplificar, o uso de uma antena direcional de 5 elementos, como a descrita neste artigo, pode proporcionar um ganho de 7 a 8 dB. Isso equivale a um aumento de potência de 5 a 6,3 vezes. Portanto, uma antena dessas, quando associada a um transmissor de 1 watt, resulta em uma potência equivalente à de um transmissor de 5 a 6 watts. Suponha que existam dois transmissores: um de 1 watt com uma antena direcional de 5 elementos e outro de 6 watts com uma antena comum. Se um radioamador recebesse sinais de ambos, ele não notaria diferença na potência, pois o s-meter de seu receptor indicaria a mesma intensidade de sinal para os dois.

Este efeito é recíproco; além de aumentar a potência de transmissão, ele também reforça o sinal na recepção, como ocorre com antenas direcionais de TV. Um ganho de 7 a 8 dB na recepção equivale a um aumento de tensão de 2 a 2,5 vezes. Portanto, ao receber um sinal de 3 mV com a antena mencionada, o sinal será introduzido no primeiro estágio do receptor com uma amplitude de 6 a 7 milivolts, como se a antena tivesse amplificado o sinal recebido de 2 a 2,5 vezes.

O único inconveniente dessas antenas, por assim dizer, é a sua diretividade, isto é, a necessidade de orientar a antena na direção desejada para receber ou transmitir sinais.

Embora a diretividade possa ser vista como uma desvantagem, ela permite a redução do QRM, evitando interferências com outros transmissores que operam em direções distintas. Assim, para comunicar-se em diferentes direções, é necessário rotacionar a antena para a posição desejada cada vez, o que, por conveniência, exige o uso de um motor acoplado a um sistema de transmissão redutor. Devido ao fato de a antena ser bastante leve e compacta, um pequeno motor de limpador de para-brisa pode ser perfeitamente adequado para tal função.

Construção Prática

Primeiramente, providencie uma peça de madeira ou plástico (como acrílico) com dimensões aproximadas de 2 x 5 x 180 cm, que servirá para a gôndola.

Figura 1 — Dimensões (em cm) da antena para a frequência de 144 MHz. Os elementos componentes da antena serão feitos com tubos ou vergalhões de alumínio ou cobre, de 5 a 7 mm de diâmetro.

Conforme as distâncias mostradas na Figura 1, realize furos de aproximadamente 6 mm de diâmetro, que sejam compatíveis com os elementos da antena. Os elementos devem ser inseridos nos orifícios correspondentes, assegurando que fiquem firmemente ajustados. Para prevenir que se soltem ou mudem de posição ao longo do tempo, é necessário fazer um furo na gôndola para cada elemento e fixá-los com parafusos autoatarrachantes (Figura 2).

Figura 2 — Com o emprego de um parafuso autoatarrachante, evitaremos que os elementos deslizem transversalmente à gôndola.

O diâmetro dos diversos elementos que constituirão a antena poderá ter de 5 a 7 mm. O material pode ser alumínio ou cobre, indiferentemente. Os comprimentos dos elementos serão os seguintes:

• diretor 1: 85 cm
• diretor 2: 90 cm
• diretor 3: 92 cm
• dipolo ativo: 96 cm
• refletor: 100 cm.

Os elementos deverão ser fixados à gôndola exatamente no meio de seu comprimento, conforme ilustrado na Figura 1. Após a operação de fixação dos elementos, restará apenas a confecção do adaptador de impedâncias.

Neutralização de válvulas transmissoras

Devido ao tamanho de certas válvulas transmissoras e à potência envolvida, ocorre que parte da energia de saída pode retornar ao circuito de entrada, causando oscilação no amplificador. Esse efeito, embora seja desejável em um gerador ou oscilador de RF, é inadmissível em um estágio de amplificação. Ainda que a energia infiltrada na entrada não seja suficiente para provocar oscilação, ela pode levar a uma instabilidade indesejada, resultando em explosões ou oscilações momentâneas durante picos de excitação. Essa instabilidade também pode gerar frequências espúrias que causam interferências dentro e fora da faixa de radioamadores.

Os radioamadores precisam estar cientes de que qualquer energia desviada da saída, por menor que seja, resulta em perda de potência. Essa perda não apenas reduz a eficiência do equipamento, mas também pode causar interferências indesejáveis.

A capacitância intereletródica entre a grade e a placa pode causar retroalimentação. Nas válvulas pêntodos, a capacitância entre grade e placa é menor que nos tríodos, devido ao efeito de blindagem das grades auxiliar (screen) e supressora. Quando a válvula possui conexão de placa no topo, como na figura 1, é possível obter uma boa isolação física entre entrada e saída, com uma disposição adequada dos componentes. Utilizando pêntodos, geralmente não ocorrem problemas de retroalimentação até frequências de 30 MHz. Com tríodos, esses problemas em RF são comuns, mas podem ser superados.

Figura 1 — Válvula com conexão de placa no topo.

A neutralização envolve a aplicação de uma parte da RF de saída, em defasagem, ao circuito de entrada para anular os efeitos da retroalimentação positiva.

O método convencional envolve o uso de uma bobina de tanque balanceada com um capacitor variável conectado no extremo oposto à alimentação, conforme ilustrado nos circuitos das figuras 2A e 2B. Quando a capacitância do capacitor corresponde à capacitância intereletródica da válvula, o estágio é considerado neutralizado.

Figura 2 — Ligação do capacitor no circuito.

Para ajustar adequadamente a neutralização, desativa-se a alimentação positiva da placa do estágio, e sua conexão é aterrada por meio de um capacitor (0,01mfd, cerâmica). A excitação do estágio anterior é aplicada ao amplificador de RF e, utilizando um indicador sensível de RF, o capacitor de neutralização é ajustado até que não haja mais indicação de RF na bobina do tanque (figura 3).

Figura 3 — Bobina tanque.

O Código de Reportagem "RST"

Para possibilitar a transmissão de informação comparável sobre os sinais recebidos, de forma concisa e com poucos caracteres, foram introduzidos nos serviços de radiocomunicações os códigos de reportagem.

Um dos códigos mais antigos e ainda utilizados no serviço de radioamador é o sistema RST, onde a letra R representa a legibilidade dos sinais (readability), a letra S representa a intensidade (strength) e a letra T a tonalidade (tone). Este último indicador é usado apenas em telegrafia; para fonia, apenas dois dígitos são necessários, do R e do S.

O que um Radioamador deve saber sobre Válvulas Transmissoras?

Embora a tecnologia de estado sólido tenha alcançado uma ampla adoção em equipamentos de radioamador, mais de 99% dos amplificadores lineares de ondas decamétricas comercializados globalmente ainda empregam válvulas transmissoras.

Amplificador Linear com válvulas 813

O mundo das válvulas transmissoras deve muito aos radioamadores. A maior fabricante de válvulas transmissoras do mundo foi fundada por dois radioamadores americanos, William W. Eitel (W6UF) e Jack McCullough (W6CHE). A fusão de seus sobrenomes criou a famosa marca "EIMAC". Em 1932, eles começaram a montar um transmissor de alta potência para se comunicar com estações DX em 20 metros. Para sua surpresa, a tensão de 1000 V de sua fonte era insuficiente para as caras válvulas que compraram. Com isso, decidiram tomar emprestado um valor modesto e, em 1934, abriram sua própria fábrica. O primeiro produto foi o tríodo 150T, com uma equipe de apenas três funcionários.

Dentre os antigos vice-presidentes, destacava-se William I. Orr (W6SAI), reconhecido internacionalmente como um dos principais especialistas em antenas para radioamadores. Com mais de uma centena de artigos técnicos e diversos livros publicados, Orr teve um papel significativo na difusão do conhecimento técnico na área. Adicionalmente, ele teve um papel fundamental como um dos principais envolvidos no lançamento do primeiro satélite OSCAR, realizado em 12 de dezembro de 1961, às 20:42 UTC, na base aérea de Vandenberg, Califórnia, lançado junto com o satélite Discoverer XXXVI.