Explique a diferença entre campo próximo e campo distante. Qual a impedância intrínseca do ar?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para explicar a diferença entre campo próximo e campo distante, e também para informar qual é a impedância intrínseca do ar. Então, vamos precisar entender um pouco sobre campos eletromagnéticos e como eles se comportam à distância de uma fonte, além de conhecer o que é impedância intrínseca.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são campo próximo e campo distante. Quando falamos de campos eletromagnéticos gerados por uma fonte, como uma antena, a região ao redor dessa fonte pode ser dividida em diferentes zonas com comportamentos distintos.
Passo 3
O campo próximo é a região que fica bem perto da fonte emisora. Nessa área, os campos elétricos e magnéticos são altamente interdependentes e variam de forma rápida com a distância. Basicamente, eles estão mais “enrolados” na fonte e não se propagam como ondas livres.
Passo 4
Já o campo distante é a região que está bem longe da fonte. Aqui, os campos elétricos e magnéticos se comportam como ondas eletromagnéticas que se propagam livremente pelo espaço. A intensidade desses campos diminui conforme a distância aumenta, seguindo uma relação inversa com o quadrado da distância.
Passo 5
Agora, sobre a impedância intrínseca do ar. A impedância intrínseca é uma propriedade do meio que descreve a relação entre os campos elétrico e magnético em uma onda que se propaga nesse meio. No caso do ar, que é praticamente semelhante ao vácuo em termos de propriedades eletromagnéticas, a impedância intrínseca é constante.
Passo 6
A fórmula para a impedância intrínseca ($ \eta $) do ar (ou do vácuo) é dada por:
onde:
- $ \mu_0 $ é a permeabilidade magnética do vácuo,
- $ \varepsilon_0 $ é a permissividade elétrica do vácuo.
Passo 7
Calculando com os valores conhecidos:
- $ \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} , H/m $
- $ \varepsilon_0 = 8,854 \times 10^{-12} , F/m $
Substituindo na fórmula, encontramos:
Resposta
A diferença entre campo próximo e campo distante está na região em relação à fonte emissora, onde o campo próximo é intenso e os campos elétrico e magnético estão fortemente interligados, enquanto no campo distante os campos se comportam como ondas eletromagnéticas que se propagam livremente. A impedância intrínseca do ar é aproximadamente $ 377 , \Omega $.