Raios Infravermelhos

Raios Infravermelhos

O que são Radiações Infravermelhas

Os raios infravermelhos são constituídos por radiação composta por fotões cuja frequência é maior que 8x10¹¹ Hz e menor que 3x10¹⁴ Hz, isto é, radiação electromagnética com frequência inferior à da luz vermelha, mas superior à das ondas de rádio.

Fig.1 - Espectro electromágnético

Os raios infravermelhos foram descobertos no espectro solar, em 1880, pelo astrónomo inglês de origem alemã Frederick William Herschel.

A sua experiência consistiu em fazer atravessar um feixe de luz branca por um prisma, observando-se num alvo um espectro contínuo de radiações, de comprimento de onda entre o vermelho e o violeta (espectro contínuo da luz branca ou espectro solar). Em seguida, colocou um termómetro no alvo, na região a seguir ao vermelho, e observou uma elevação de temperatura, correspondendo essa região à radiação infravermelha, concluindo que ali não existia luz.

Esta foi a primeira experiência que demonstrou que o calor pode ser transmitido por uma forma invisível de luz.

Fig.2 – Experiência efectuada por Herschel

No espectro electromagnético, os infravermelhos subdividem-se em infravermelhos curtos (0,7-5 µm), infravermelhos médios (5-30 µm) e infravermelhos largos (30-1000 µm). Entretanto, esta classificação não é precisa porque em cada área de utilização, existe uma ideia diferente dos limites dos diferentes tipos.

Fig.3 - Subdivisão dos raios infravermelhos no espectro electromagnético

Os raios infravermelhos desempenham um papel muito importante na Natureza.

Eles são os responsáveis pela troca de energia térmica através do vazio. Se estas radiações não existissem, dois corpos que se encontrassem a uma determinada temperatura mantê-la-iam sem alterações por tempo indefinido. No entanto, dado que o corpo mais quente cede energia ao corpo mais frio, através da radiação, ambas as temperaturas (quente e fria) acabam por compensar-se e atingir uma mesma temperatura de equilíbrio.

O transporte de energia necessário para a vida, por exemplo, do Sol até à Terra ocorre unicamente através das radiações infravermelhas.

Aplicações dos raios infravermelhos

A radiação infravermelha encontra aplicações práticas muito importantes. É utilizada, por exemplo, para aquecer ambientes, cozinhar alimentos e secar tintas e vernizes.

Em medicina, tem amplo uso terapêutico, sendo empregada no tratamento de sinusite, dores reumáticas e traumáticas. A radiação infravermelha penetra na pele, onde sua energia é absorvida pelos tecidos e espalhada pela circulação do sangue. Existem aparelhos especiais que permitem ver um objecto pela detecção das radiações infravermelhas que ele emite. Um exemplo prático é dado pelo sistema de alarme infravermelho: qualquer interrupção de um feixe dessas radiações ocasiona a criação de um impulso eléctrico no detector de controlo, ligando o alarme. Esse sistema é usado, também nas portas de elevadores, para evitar que elas se fechem sobre as pessoas.

Um uso também muito comum do infravermelho é para o fabrico de comandos a distância (telecomandos), preferíveis em relação as ondas de rádio por que não sofrem interferências de outras ondas electromagnéticas como. Por exemplo, os sinais de televisão.

Os infravermelhos também são utilizados para comunicação a curta distância entre os ordenadores e os seus periféricos.

A fotografia é uma das actividades mais beneficiadas com a aplicação da radiação infravermelha. Algumas emulsões fotográficas podem se tornar sensíveis a uma luz de comprimento de onda de até 1,1 micrómetro – o infravermelho próximo da luz visível. Utilizando um certo tipo de filme infravermelho colorido, as cores dos objectos apresentam-se deslocadas de suas posições no espectro – a luz azul não aparece, os objectos verdes ficam azuis, os vermelhos mostram-se verdes e os infravermelhos colorem-se de vermelho.

Fig.4 – Diferentes aplicações dos raios infravermelhos

Bibliografia

Para a realização deste trabalho consultamos a Diciopédia 2003 e os seguintes sites:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelha

http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica5/leituras/infravermelho.htm

Painel Fotovoltaico

O que é um painel fotovoltaico?

Um painel fotovoltaico é um conjunto de células fotovoltaicas ligadas entre si. Os painéis fotovoltaicos conectados formam um módulo fotovoltaico.

Os principais componentes da célula fotovoltaica correspondem às camadas (em sanduíche) de materiais semicondutores (cristais de silício) onde é produzida a corrente eléctrica. Além dos materiais semicondutores, a célula fotovoltaica apresenta dois contactos metálicos, em lados opostos, para fechar o circuito eléctrico. O conjunto encontra-se encapsulado entre um vidro e um fundo, essencialmente para evitar a sua degradação provocada pelos factores atmosféricos – vento, chuva, poeira, vapor, etc…

Como funciona?

Por acção da radiação solar é criada uma diferença de potencial nos extremos do semicondutor. As células fotovoltaicas convertem a radiação solar em electricidade a partir de processos que se desenvolvem ao nível atómico nos materiais de que são constituídas.

Aplicações:

O baixo rendimento no processo de conversão (cerca de 25%) e o elevado custo das tecnologias empregues são ainda factores impeditivos de uma utilização em larga escala, mas em numerosas aplicações de electrificação no domínio das necessidades de energia eléctrica de baixa e média potência já é viável:

- Electrificação de casas em locais isolados (meio rural);

- Bombagem de água;

- Sinalização (bóias marítimas, faróis, aeroportos, passagens de nível…);

- Sistemas de telecomunicações (TV, rádio, telefone);

- Dispositivos usados na dessalinização da água salgada);

- Alimentação de parquímetros;

- Aplicações de micropotência (relógios, máquinas de calcular, rádios portáteis, lanternas, etc.);

- Aplicações nocturnas ligadas à iluminação.

Colector Solar

O que é um colector solar?

É um sistema de concentração de radiação solar difundida, formado pelo menos por cinco componentes: uma cobertura transparente que poderá ter uma ou mais camadas de vidro (opaco à radiação infravermelha) ou um plástico que permite conservar o calor no interior do colector e deixa passar toda a radiação que atinge a sua superfície; o interior é formado por placas de absorção de calor, feitas em metal com uma superfície de cor negra, nas quais poderão estar inseridos ou em contacto com estas, tubos, canais ou alhetas (no caso de aquecimento de ar). É nestes canais que circula o ar, a água ou outros fluidos que se estejam a utilizar. Para minimizar as perdas por condução e convecção no fundo do colector, coloca-se uma camada de material isolante. Existe ainda uma estrutura que contém todos estes componentes e que também tem a funcionalidade de os proteger das adversidades climatológicas.

Como funciona?

Funciona aproveitando o efeito estufa: a radiação incide sobre o vidro, que deve estar convenientemente orientado, aquece a placa negra que se converte em emissora de radiação de infravermelhos. O interior do colector fica a temperatura superior à temperatura exterior. O fluido que circula nos canais em circuito fechado, aquece e transporta a energia térmica., muitas vezes com a ajuda de um sistema de bombagem. O tubo que constitui o circuito, em geral de cobre e coberto de negro, penetra num reservatório de água, aquecendo-a.

Aplicações:

- Aquecimento de água (aplicação doméstica);

- Aquecimento de água das piscinas;

- aquecimento de ambientes e secagem de produtos agrícolas

Ana Rita Santos

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