21 Telecomunicazioni, automazione e domotica
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21.1 La trasmissione delle informazioni
Onde elettromagnetiche e loro effetti
Le onde elettromagnetiche costituiscono il veicolo più veloce ed efficiente per trasportare a distanza i messaggi. Esse
si producono per effetto della reciproca interazione di un
campo elettrico e di un campo magnetico variabili nel tempo,
che oscillano su piani tra loro perpendicolari e perpendicolari
entrambi alla direzione di propagazione dell’onda [fig. 1].
A seconda della loro frequenza, le onde elettromagnetiche
possono essere: radiazioni ultraviolette, luce visibile, raggi
infrarossi, onde radio ecc. [fig. 2].
Esiste il sospetto che le onde elettromagnetiche non ionizzanti
prodotte dagli impianti di telefonia mobile possano causare
effetti dannosi alla salute. Per quanto il problema sia da anni
allo studio da parte di istituzioni e comitati scientifici, sino a
ora non sono emersi elementi comprovanti la pericolosità delle
radioonde. Tuttavia, sono state emanate norme per contenere
le potenze di emissione delle antenne e i livelli di esposizione
alle radioonde entro valori considerati di assoluta sicurezza.
approfondimento
Radiazioni ionizzanti e non ionizzanti
Campi elettrici e campi magnetici
Le radiazioni elettromagnetiche si propagano per mezzo di
particelle dette fotoni, la cui energia è tanto maggiore quanto
più elevata è la frequenza. A seconda della loro energia i fotoni si dividono in ionizzanti e non ionizzanti.
I fotoni ionizzanti sono quelli che costituiscono le emissioni
elettromagnetiche di elevata energia (e cioè di alta frequenza)
come i raggi ultravioletti, i raggi X o i raggi gamma. Essi sono
in grado di interagire con la materia vivente alterando i legami chimici e causando la mutazione delle cellule attraverso
la ionizzazione degli atomi (cioè l’alterazione del bilancio
elettrico delle cariche positive e negative presenti all’interno
dell’atomo).
I fotoni non ionizzanti sono quelli caratterizzati da frequenze
più basse, a minore contenuto energetico, come la luce, le radiazioni infrarosse, le microonde e le radioonde. Essi non causano
gli effetti delle radiazioni ionizzanti ma possono, in determinate condizioni produrre deboli riscaldamenti (effetto termico).
z
Ogni carica elettrica in stato di quiete genera intorno a sé un
campo elettrico che sviluppa con altre cariche presenti nel campo
forze attrattive tra le polarità opposte e repulsive tra le polarità
dello stesso segno. L’intensità delle forze di attrazione e repulsione tra due cariche è inversamente proporzionale al quadrato
della loro distanza.
Frequenza audio e radiofrequenza
Un flusso di cariche elettriche che varia continuamente di direzione lungo un conduttore dà luogo a una corrente elettrica alternata che a sua volta produce un campo magnetico intorno al
conduttore.
Il numero di cambiamenti di direzione viene chiamato frequenza
e si misura in hertz (Hz). L’intervallo di frequenza che costituisce
il campo udibile dall’uomo (fino a 20 kHz) si chiama banda di
frequenza audio (AF), mentre si chiama banda di radio frequenza (RF) l’intervallo di frequenza compreso tra qualche decina e diverse migliaia di kHz.
Ogni segnale RF è caratterizzato da una potenza misurata in watt
(W) che si propaga dall’antenna trasmittente a quella ricevente.
E
x
B
y
λ
λ = lunghezza d’onda
Fig. 1 Rappresentazione vettoriale di un’onda elettromagnetica: il campo elettrico E e il campo magnetico B
oscillano su piani perpendicolari tra loro e perpendicolari alla direzione di propagazione dell’onda.
visibile
raggi X
infrarosso
radio onde
104
106
104
microonde
108
102
1010
100
10 – 2
ultravioletto
1012
10 – 4
1014
10 – 6
1016
10 – 8
raggi gamma
1018
10 – 10
frequenza (Hz)
λ (m)
Fig. 2 Spettro della radiazione elettromagnetica.
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