Prova de Eletromagnetismo Aplicado - Engenharia de Telecomunicações

Universidade Federal do Pampa Nota Curso Engenharia de Telecomunicações Professor Marcos V T Heckler Disciplina Eletromagnetismo Aplicado Turma T60 Aluno Avaliação 3 Semestre 20201 Duração 2 horas Todos os desenvolvimentos devem ser apresentados de maneira clara e completa 1 25 pontos Uma onda plana e uniforme propagase em um meio com os seguintes parâmetros cons titutivos µr 10 εr 23 e σ 0 Não há fontes de energia nem acúmulo de cargas neste meio J 0 M 0 ρev 0 e ρmv 0 A frequência de operação da onda equivale a 3 GHz e a propagação ocorre ao longo de x Considerar que o campo elétrico somente tenha componente ao longo de z com amplitude E0 e que seja invariante ao longo das direções y e z Determinar a A expressão para o campo elétrico b A velocidade de fase c A impedância intrínseca d A constante de propagação e O campo magnético empregando o conceito de impedância de onda 2 30 pontos O campo magnético que se estabelece no dielétrico entre as placas condutoras de um guia de onda de placas paralelas apresenta amplitude H0 e componente nãonula apenas ao longo de x A onda eletromagnética opera no modo TEM em 3 GHz e se propaga na direção z Considerar que o campo magnético seja invariante ao longo das direções x e y Assumindo que o dielétrico entre as placas apresente os parâmetros constitutivos µr 10 εr 21 e σ 105 Sm e que não haja fontes de energia no dielétrico calcular a A constante de atenuação b A constante de fase c A expressão para o campo magnético d O campo elétrico correspondente empregando o conceito de impedância de onda e O vetor de Poynting médio que ui pelo guia de onda f A atenuação em decibeis sofrida pela onda ao se propagar por uma seção de 10 m de comprimento deste guia de onda 3 25 pontos O campo magnético de uma onda eletromagnética plana e uniforme que se propaga em um meio sem perdas com µr 1 em 3 GHz equivale a H ˆx103ej 100 0866y05z Am Calcular a O módulo da constante de propagação b A direção de propagação ângulo em relação ao eixo z c A constante dielétrica do meio d O campo elétrico correspondente e Esboçar os vetores campo elétrico campo magnético e o vetor de Poynting na origem do sistema de coordenadas retangulares Avaliacgao 3 Semestre 20201 09122020 4 20 pontos Uma onda eletromagnética apresenta campo elétrico dado pela expressao abaixo B v2 i ei Wm Determinar a A polarizagao desta onda b O fator de descasamento de polarizagao com uma antena receptora com polarizagao linear ao longo de a Page 2 Avaliacgao 3 Semestre 20201 09122020 Informacoes Adicionais Equacoes de Maxwell no dominio espacial V x E jwyH M VxHJ jweE V D Pe VB Pm fp Bal j0 ff Bas ff sias L Ss S pid 1 jw ff Bas L S gp DdS Q Ss gp BdS Qin Ss Vetor de Poynting médio 1 4 Sav 5 Ret E x H Constantes 10 P 0 36r Lo 4710 Hm Formulas para caélculo do operador rotacional OA OA OA OA OA OA Rap l Ce ag Se ig Oy Oe vx mt a S me 2 Fe a 7 10A OAg OA OA 1 OpAg OA Rap ie Of Che CPe Oe vx Oo 7 OS ap 5 Op Oe A 1 O sin 0Ag OAs 1 1 OA O rAg a O rAg OA A f g vx y sind 06 Og r r 5 O Or o Or oo Expressoes para meios de propagacgao sem perdas nf E Page 3 Avaliacgao 3 Semestre 20201 09122020 Ww 1 Vy FS Pk Ste k we cAf 20 k Expressoes para meios de propagacgao com perdas 1 neper 8686 dB 1 Express6es aproximadas para bons dielétricos 2 E es 9 Ve BR wype sa Vl Ne 2 2 e 0 ae oV pu W Up B 2 2 8 2 Expressoes aproximadas para bons condutores wpe a 4 2 Wo Bx yo Wt oe 4 1 Me 5 3 2 0 4 V wp W Up B 2 j 8 Page 4 Avaliacgao 3 Semestre 20201 09122020 Expressoes relativas 4 polarizacao Bai maior AR Beixo menor PLF fa Cul cosvp Equagoes de onda para meios sem perdas e livres de fontes de energia VERPE0 VHkH 0 Equagoes de onda para meios com perdas e livres de fontes de energia VE VE 0 Vv AH 0 Funcoes de onda para solucoes das equacgoes de onda Onda propagandose em meio sem perdas ao longo de x jkax jkaex fx Ae Be propagacao em 2 propagacgao em 2 Onda estaciondria em meio sem perdas ao longo de x fx Asin kx B cos kz Onda com comportamento evanescente ao longo de x A ax B axr fx e evanescénciaem x evanescénciaem 2 Onda propagandose em meio com perdas ao longo de x fx Ae Be Nas equacoes acima os termos A e B sao constantes e representam amplitudes de campo Page 5