QUESTÃO 14
a) Fibras ópticas são fibras feitas com materiais transparentes como o vidro ou plástico, amplamente utilizadas na transmissão de dados. Uma outra aplicação importante das fibras ópticas é no desenvolvimento de sensores. Por exemplo, uma fibra
óptica com uma microestrutura periódica no seu núcleo reflete luz em apenas um comprimento de onda B (λ ), sendo que a
luz não refletida continua seu caminho. O comprimento de onda refletido é dado por 2 , λB = Λn sendo n o índice de refração do núcleo da fibra e Λ o período da microestrutura. Essa característica é explorada para monitoramento de deformações
FÍSICA
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mecânicas, pois Λ varia quando a fibra é esticada, produzindo uma variação ∆λB no comprimento de onda da luz refletida.
Observa-se que , B
B
λ
µ ε λ
∆ = ∆ sendo ∆ε a variação relativa do comprimento da fibra, e µ uma constante característica do
sensor. O gráfico no espaço de respostas mostra a curva de ∆λB em função de ∆ε obtida na caracterização de um sensor para
o qual n = 1,5 e 7 3 10 m. − Λ= × Encontre a constante característica µ desse sensor.
b) Strain-gauges (extensômetros) são sensores muito empregados em engenharia
para medir a deformação de estruturas. Usualmente são resistores elétricos, fixados na estrutura, que sofrem, com a deformação, variação na sua resistência
elétrica. O esquema da figura ao lado mostra um circuito elétrico com fonte de
tensão V0 = 24 V e quatro sensores dispostos numa estrutura. Com a deformação, dois deles têm sua resistência elétrica aumentada, passando de R = Ω 100 para R R + ∆ , enquanto que os outros dois têm
a resistência elétrica reduzida de R = Ω 100 para R R − ∆ . Antes da deformação (∆ = R 0 ,) ∆= − = VVV a b 0. Encontre ∆V
após uma deformação que produz uma variação ∆= Ω R 0,25 .
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