A guia de onda é um tipo de linha de transmissão utilizada e...

Alternativa Correta: D - 5 a 10 GHz

Tema Central da Questão: A questão aborda o conceito de guias de onda, especificamente para frequências de micro-ondas, e analisa o modo de propagação do tipo TE₁₀. Este é um tema importante na engenharia de telecomunicações, pois os guias de onda são utilizados em sistemas que exigem a transmissão de sinais de alta frequência com baixa perda.

Resumo Teórico: Guias de onda são estruturas que conduzem ondas eletromagnéticas e são muito eficientes em frequências de micro-ondas. O modo TE₁₀ (Transversal Elétrico) é o modo fundamental para guias de onda retangulares. Em um guia de onda retangular, a frequência de corte para o modo TE₁₀ é dada por f_c = c / (2a), onde c é a velocidade da luz (aproximadamente 3 x 10⁸ m/s) e a é a maior dimensão interna do guia.

Justificativa da Alternativa Correta: Para o guia de onda com a = 30 mm (0,03 m), a frequência de corte é calculada como:

f_c = 3 x 10⁸ m/s / (2 x 0,03 m) = 5 GHz

Assim, o guia de onda será adequado para frequências acima de 5 GHz. A faixa de 5 a 10 GHz é a única opção que começa acima da frequência de corte, tornando a Alternativa D correta.

Análise das Alternativas Incorretas:

A - 1 a 5 GHz: Esta faixa inclui frequências abaixo da frequência de corte (5 GHz), onde a propagação não é eficiente no modo TE₁₀.

B - 10 a 20 GHz: Embora esta faixa esteja acima da frequência de corte, ela não é a melhor resposta, pois a pergunta busca a primeira faixa que é adequada após a frequência de corte.

C - 2,5 a 7,5 GHz: Esta opção também inclui frequências abaixo de 5 GHz, portanto, não é adequada para propagação no modo TE₁₀.

Para resolver essas questões, lembre-se de calcular a frequência de corte e avaliar se as frequências propostas estão acima desse valor. Além disso, fique atento para identificar a faixa que corresponde imediatamente após a frequência de corte, pois isso costuma ser uma pegadinha comum.

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A faixa de frequência de funcionamento de uma onda guiada retangular

sendo c = velocidade da luz (3x10^8 normalmente valor utilizado em concursos)

(c/2a)< f < (c/a)

(3*10^8/2*0,3) < f < (3*10^8/2*0,3)

5*10^9 < f < 10*10^9

Letra D

fonte : http://lsi.fotonica.ufpe.br/fontana/Eletromagnetismo2/EletromagnetismoWebParte02/mag2cap10.htm#mozTocId865290