Projecto MEDEA

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Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos no Meio Ambiente

Medições - Intensidade do campo radiado vs. distância à fonte

 

Os alunos de 12.º ano iniciaram o projecto medindo a intensidade do campo magnético de baixa frequência (em torno dos 50 Hz) gerado pelo transformador de um candeeiro de secretária (figura 1). Neste caso, o campo gerado pelas bobines do transformador é um campo magnético oscilante devido à corrente alternada que as atravessa.

 

 

Fig. 1 - Esquema de montagem

 

 

· Procedimento

 

1 - Colocámos o analisador no modo de detecção de campos magnéticos (tecla 7: XY-Mag) segundo todas as direcções (modo 3D - tecla 8).

2 - Medimos a amplitude do campo magnético em função da distância d à base do candeeiro, ao longo de uma direcção definida pelo candeeiro e o observador, de acordo com o esquema representado na figura 1.

3 - Procedemos à análise gráfica dos valores obtidos.

 

· Resultados e discussão

 

Registámos os valores medidos e procedemos à sua análise numa folha de cálculo do Excel.

 

Nas figuras seguintes, apresentam-se os resultados do ajuste de uma função aos pontos experimentais utilizando a aplicação solver do Excel. Esta funcionalidade permite minimizar o erro definido como a soma dos quadrados das diferenças entre os valores medidos e os valores fornecidos pelo modelo, por ajuste de quatro parâmetros: o valor do campo magnético com o candeeiro desligado, B_fundo , um parâmetro de correcção, D_corr, da distância medida, pois devido à extensão da fonte e do analisador não se pode definir os seus centros inequivocamente, uma constante de proporcionalidade K e o expoente n da lei de variação da intensidade do campo B com a distância r à fonte.

 

 

Fig. 2 - Resultados obtidos por ajuste do modelo teórico aos valores experimentais

 

 

Fig. 3 - A mesma representação gráfica em escala logarítmica

 

Como é dado ver, a qualidade do ajuste é muito boa desde que se corrijam as distâncias medidas adicionando-lhes um termo de 8 cm, aproximadamente. Este valor é perfeitamente realista tendo em conta as dimensões do transformador (10 cm de diâmetro) e do analisador (cerca de 10 cm na zona frontal de detecção).

 

Por outro lado, concluímos que a intensidade do campo magnético radiado pelo transformador varia com o inverso do cubo da distância à fonte (n = 3), tal como seria de esperar no caso em estudo.

 

Esta conclusão deve sempre ser tida em conta quando falamos de radiações EM produzidas por este tipo de equipamentos (transformadores, bobines ou motores): quando a distância à fonte é duplicada a intensidade do campo reduz-se 8 vezes.

 

Sugere-se que em trabalhos futuros se investigue a dependência da intensidade do campo com a distância a campos gerados por correntes eléctricas em fios lineares simples, duplos com várias polaridades, etc.

O acesso à folha de cálculo pode ser obtido aqui.

Objectivos

Ciência

Sociedade

Medições

Conclusões

Links

 

1 - Analisador

 

2 - Fita métrica

 

3 - Candeeiro

 

4 - Transformador

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2

3

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