ROTEIRO AULA PRÁTICA – COMPATIBILIDADE E INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – COMPATIBILIDADE E INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICA

AULA 1 – TÉCNICAS DE MEDIÇÃO E ANÁLISE

Disciplina: Compatibilidade e Interferência Eletromagnética
Unidade: U1 – Introdução à Compatibilidade Eletromagnética
Aula: A3 – Técnicas de Medição e Análise

Objetivos

• Simular e analisar o espectro de frequência de um sinal com ruído.

• Compreender o conceito de emissão conduzida.

• Avaliar a eficácia de um filtro passa-baixas simples.

Solução Digital

• Software: Octave (código aberto, compatível com MATLAB).

• Link para download: Octave

Procedimentos Práticos

Atividade: Análise espectral de ruído em sinal de tensão

1. Abra o Octave.

2. Copie e cole o código fornecido ou crie um script (Ctrl+N) e execute (F5).

3. O script irá:

   • Gerar sinal senoidal (50 Hz).

   • Adicionar ruído de alta frequência (250 Hz).

   • Plotar sinais no domínio do tempo.

   • Calcular e plotar espectro de frequência via FFT.

Gráficos gerados:

1. Sinal original vs. sinal com ruído (tempo).

2. Espectro de frequência do sinal puro.

3. Espectro de frequência do sinal com ruído.

Avaliando os resultados

• Descrever diferenças visuais entre sinal puro e sinal com ruído.

• Identificar frequências do sinal e do ruído nos espectros.

• Discutir a importância da análise espectral para diagnosticar interferência conduzida.

Checklist

• Abrir Octave.

• Copiar e executar código.

• Visualizar e salvar gráficos.

• Responder às questões conceituais.

Resultados de Aprendizagem

• Compreender a emissão conduzida no domínio da frequência.

• Utilizar FFT como ferramenta de diagnóstico de sinais.

• Diferenciar sinais de interesse de ruído indesejado.

AULA 2 – PROPAGAÇÃO DE ONDAS GUIADAS

Disciplina: Compatibilidade e Interferência Eletromagnética
Unidade: U3 – Propagação de Ondas Guiadas
Aula: A1 – Princípios Básicos de Propagação em Guias de Onda Retangulares

Objetivos

• Calcular a frequência de corte para o modo dominante TE₁₀.

• Compreender como a frequência do sinal afeta sua propagação no guia de onda.

Solução Digital

• Software: Octave

• Link para download: Octave

Procedimentos Práticos

Atividade: Cálculo da frequência de corte de um guia de onda

1. Abra Octave.

2. Copie e execute o código fornecido ou crie um script (Ctrl+N, F5).

3. O script calcula:

   • Frequência de corte para o modo TE₁₀.

   • Propagação de três sinais de teste (3 GHz, 5 GHz, 10 GHz).

Avaliando os resultados

• Identificar a frequência de corte do guia com a = 3 cm.

• Determinar quais sinais se propagam ou são cortados.

• Explicar teoricamente por que sinais abaixo da frequência de corte não se propagam.

• Modificar a = 0.05 m, recalcular frequência de corte e discutir efeito da alteração.

Checklist

• Abrir Octave.

• Copiar e executar código.

• Anotar saídas e respostas das perguntas.

• Modificar dimensão do guia e registrar resultados.

Resultados de Aprendizagem

• Compreender a seletividade de frequência de guias de onda.

• Relacionar dimensões físicas do guia com propriedades de transmissão.

• Identificar o guia de onda como um filtro passa-altas intrínseco.

AULA 3 – SISTEMA DE COMUNICAÇÃO POR FIBRAS ÓPTICAS

Disciplina: Compatibilidade e Interferência Eletromagnética
Unidade: U3 – Propagação de Ondas Guiadas
Aula: A4 – Sistema de Comunicação por Fibras Ópticas

Objetivos

• Compreender o princípio da reflexão interna total.

• Identificar o ângulo crítico para propagação da luz em fibras ópticas.

Solução Digital

• Software: PhET Interactive Simulations – “Desvio da Luz”

• Link: PhET Desvio da Luz

Procedimentos Práticos

Atividade: Investigando a reflexão interna total

1. Acesse a simulação PhET.

2. Configure os meios:

   • Meio 1 (núcleo): índice de refração 1.480

   • Meio 2 (casca): índice de refração 1.465

3. Ligue o laser.

4. Varie o ângulo de incidência.

5. Determine o ângulo crítico (raio refratado rasante à interface).

6. Observe a reflexão interna total para ângulos acima do crítico.

Avaliando os resultados

• Anotar índices de refração adotados.

• Medir o ângulo crítico.

• Descrever comportamento da luz acima do ângulo crítico.

• Explicar importância da reflexão interna total para a propagação em fibras.

Checklist

• Acessar simulação.

• Configurar meios para núcleo e casca.

• Ligar laser e variar ângulo de incidência.

• Medir ângulo crítico.

• Observar reflexão interna total.

• Capturar tela e responder questões.

Resultados de Aprendizagem

• Visualizar e compreender o princípio físico das comunicações ópticas.

• Identificar experimentalmente o ângulo crítico.

• Relacionar teoria dos índices de refração com propagação prática da luz.