As moléculas das substâncias no estado sólido mantêm suas posições e orientações relativas, o que lhes dá resistência a deformações. Isso não ocorre nos líquidos e certamente é a razão da fluidez dos mesmos.
Entretanto, existem algumas substâncias líquidas cujas moléculas tendem a se manter sob determinada orientação. É claro que não são orientações firmes como nos sólidos, mas o fato ocorre e pode ser comprovado.
 |
| Fig 01 |
São denominadas cristais líquidos (essa expressão, propositalmente conflitante, serve para lembrar que são líquidos com algumas propriedades de sólidos).
Há diversos tipos de cristais líquidos e um tipo particularmente interessante é o chamado
nemático. Neste, as moléculas são compridas e tendem a se alinhar em forma de filamentos. A Figura 01 dá uma idéia aproximada. A direção do alinhamento sofre influência de fatores externos, como fendas microscópicas de sólidos em contato, campos elétricos ou magnéticos. E a propagação da luz pode ser afetada por essa direção. E tudo isso sugere o uso em telas (displays) de aparelhos eletrônicos.
A descoberta dos cristais líquidos não é recente. Data do final do século XIX. As pesquisas sobre propagação da luz começaram na década de 1960, mas os compostos disponíveis eram muito instáveis, o que inviabilizava o uso prático. Com o descobrimento de substâncias mais estáveis, as primeiras aplicações apareceram no início da década de 1970.
 |
| Fig 02 |
A Figura 02 dá o princípio de operação de um display monocromático de cristal líquido (usado por exemplo em relógios, calculadoras, etc). O cristal líquido é mantido entre dois filtros polarizadores planos e paralelos entre si, com direções de polarização deslocadas de 90º.
Obs: filtros polarizadores são filmes, em geral de plásticos, dotados de microscópicas fendas retilíneas e paralelas. São produzidos, por exemplo, pela adição ao plástico de compostos de moléculas longas e posterior estiramento para formar as fendas. Ao passar pelo filtro, a luz se torna polarizada, ou seja, é transmitida apenas a parcela de vetores de campo elétrico paralelos às fendas. Portanto, a luz é bloqueada por uma camada de dois filtros polarizadores com direções de polarização deslocadas de 90º.
Conforme já dito, o alinhamento das moléculas do cristal líquido sofre influência de fendas microscópicas. Na situação normal como em (a) da Figura 02, as moléculas próximas se alinham com as fendas de cada filtro e, em pontos intermediários, estarão em ângulos que dependem da posição.
Ou seja, o alinhamento sofre uma torção gradual entre os dois filtros. Isso faz uma espécie de "guia" para a luz e ela é transmitida através do conjunto, apesar do deslocamento de 90º das direções dos filtros.
Em (b) da figura, um potencial elétrico aplicado entre os eletrodos força o mesmo alinhamento no espaço compreendido entre eles. Assim, a luz é bloqueada pela ação dos filtros. Como pode ser notado na prática, o dispositivo não emite luz. Há necessidade de uma fonte auxiliar para ser visto sem a luz do ambiente.
O aspecto mais importante dos displays de cristal líquido é o baixo consumo de energia. Isso permitiu a produção em larga escala de aparelhos pequenos e de baixo custo, como relógios e calculadoras.
A distorção harmônica é certamente um dos parâmetros mais comuns para avaliação da qualidade de amplificadores de áudio. O ensaio é executado com a aplicação de um sinal senoidal puro de freqüência f na entrada do amplificador.
O uso de sinal senoidal facilita o procedimento, porque ele contém apenas a freqüência f. Quaisquer outras formas periódicas não senoidais serão acompanhadas de parcelas de freqüências múltiplas da fundamental f (2f, 3f, 4f, etc). São os chamados
harmônicos. Mais informações na página
Séries de Fourier deste site.
 |
| Fig 01 |
Na parte superior da figura ao lado, observa-se a situação de um amplificador ideal (a) com um sinal senoidal aplicado na entrada. O gráfico V × t esquerdo representa tensão x tempo do sinal. Na saída há o sinal amplificado, mas a forma não muda porque se considera um amplificador ideal.
Os gráficos GF indicam as intensidades relativas das freqüências que compõem o sinal. Desde que (a) é ideal, ambos os sinais (entrada e saída) são senóides e, portanto, só têm uma freqüência f.
Em (b) é dada a situação de um amplificador real. O sinal senoidal aplicado na entrada é amplificado, mas a forma da saída não é exatamente senoidal. O amplificador "corta" os picos (isso é apenas um exemplo. Não significa que amplificadores práticos fazem dessa forma. Pode se qualquer outra deformação do sinal).
Desde que a saída não é mais senoidal, ela terá os harmônicos 2f, 3f, 4f, etc conforme exemplo do gráfico G × F.
Aqui o gráfico G × F é também mero exemplo. As intensidades dos harmônicos na escala não correspondem matematicamente ao sinal deformado do gráfico V × t. E o percentual de distorção harmônica é dado por
THD = 100 [ G(2f)2 + G(3f)2 + G(4f)2 + … ]1/2 / G(1f) #A.1#.
Portanto, o valor reflete a intensidade dos harmônicos gerados em relação à intensidade da freqüência fundamental f do sinal senoidal original. Seria nulo para um amplificador ideal. Alguns fabricantes dizem que valores abaixo de 1% são imperceptíveis. Na prática, são consideradas as intensidades dos primeiros cinco harmônicos, pois os demais têm participação desprezível. A sigla THD é inglesa (
Total Harmonic Distortion). Em geral, é usado um sinal de freqüência f = 1 kHz.