Medição de Campos Magnéticos

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Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Quinta Fev 12, 2009 9:07 pm

Olá. Estou em AP a realizar medições de campos electromagnéticos. Hoje durante as mediçõe e após olhar para os resultados deparei-me com um facto que julgo ser intrigante. Estive a medir o campo magnético junto de uma bobine cuja intensidade de corrente que nela passava era de 0,54 Amperes. O medidor estava na seguinte posição em realção à bobine:

Imagem

A distância entre a bobine e o medidor é de 1,5 cm. A bobine, cuja resistência é de 11,1 Ohms, está a ser alimentada por uma fonte de alimentação com tensão de 8 V. Após mediçõe constatei que o campo magnético máximo registado pelo aparelho é de 372 nT, na frequência de 48,6 Hz.

Depois desta medição procedi à medição do campo magnético terrestre na sala com o aparelho. Afastei-me de aparelhos eléctricos tendo até saído da sala. Trata-se de um campo estático e o valor registado foi de 54 microTesla. Após comparar com o valor tabelado para o campo magnético terrestre constatei que o resultado da medição foi até próximo do tabelado, que era de 50 microTesla.

Após dizer isto tudo, aqui vai a minha pergunta. Reparei que o valor do campo magnético medido junto da bobine é cerca de 134 vezes menor que o valor do campo magnético terrestre medido. Questionei-me por isso sobre os resultados das medições obtidas. :?: Será que estes resultados estão correctos ou existirá algum erro experimental que potenciou estes valores? O campo magnético terrestre é mesmo cerca de 100 vezes maior que o campo criado por aquela bobine? :shock:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor hexphreak em Quinta Fev 12, 2009 9:30 pm

Faz sentido se for. A tua bobina não faz as bússolas em todo o mundo virarem-se para ela :P
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Quinta Fev 12, 2009 9:56 pm

Ok não contesto isso. :wink: Mas o campo magnético terrestre faz-se em toda a superfície do planeta. Não me lembrei de tentar com uma bússola a ver se o efeito provocado pela bobine produzia um efeito mais rápido ou mais lento do que quando se poe uma bússola a alinhar com o campo terrestre. Mas o que me faz confusão é que aos estar o medidor tão perto da bobine o campo medido pela bobine naquela zona tão próxima ser menos intenso que o campo magnético terrestre. A minha questão era se numa zona tão próxima da bobine o campo não deveria ter um valor mais elevado que o campo magnético terrestre, ou pelo menos não tão baixo em termos comparativos? :?:

Ainda tentei ir à lei de Biot-Savart para tentar ver qual seria o valor do campo que seria teoricamente obtido, mas como se trata de uma bobine e não de uma espira, desisti, porque não faço a mínima ideia de como trabalhar aquela fórmula para a bobine. :wall:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor hexphreak em Quinta Fev 12, 2009 10:13 pm

Realmente tens razão, esqueci-me de levar isso em conta. Podes calcular o campo facilmente recorrendo à lei de Ampère, para o que obténs:

B = {\mu_0 IN \over L} (N é o número de espiras, L é o comprimento do solenóide)

Tenta fazer as contas teóricas e vê se os valores correspondem mais ou menos entre si :)
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Quinta Fev 12, 2009 10:16 pm

Obrigado pela sugestão. Só uma pergunta. Pelo que vi essa lei aplica-se para um ponto dentro da bobine. Como o medidor está muito próximo podemos cometer o erro de usar a lei de Ampere embora o medidor esteja fora da bobine?
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor hexphreak em Quinta Fev 12, 2009 10:20 pm

Não me parece que o erro seja significativo, mas depende das dimensões da bobina e da distância do medidor :roll:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Quinta Fev 12, 2009 10:22 pm

Ok muito obrigado. :wink: Amanhã já vou ver a dimensão da bobine e o nº de espiras para poder fazer a conta para comparar com os meus resultados. :hands:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Sexta Fev 13, 2009 1:54 pm

já usei a lei de Ampere para fazer os cáulculos e deparei-me com um resultado assustador :shock: Enquanto na medição qu eefectuei com o medidor conforme descrito atrás obtive um campo de 372 nT, recorrendo à lei de ampere o campo magnético teórico que obtive foi de 0,012 T no interior da bobine, cuja corrente é de 0,54 A, o nº de espiras 1200 e o comprimento 6,5cm. Está alguma coisa mal nos cálculos ou as diferenças devem-se ao facto de o campo não ter sido medido exactamente no interior da bobine?
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor jap em Sábado Fev 14, 2009 9:46 am

Olá José,

Desculpa mas só agora vi este tópico. :oops:
O campo magnético no exterior da bobina é muito pequeno e não é dado por aquela fórmula. Em rigor, numa bobina ideal (solenoide muito comprido) o campo no exterior é nulo. Junto a uma das suas extremidades o campo não é, obviamente, nulo, mas decai rapidamente com a distância e não me admira que meças um campo muito pequeno com o aparelho. E diz-me uma coisa: estás a alimentar a bobina com uma tensão constante, não é? Nesse caso, o medidor deveria dar mesmo zero ou um valor extremamente pequeno, porque está a medir a componente alternada do campo e encontra o máximo na banda de frequências próximas dos 50 Hz...que é a frequência das correntes aí da tua casa. 8) Não tenho a certeza de que esse aparelho meça a componente estática do campo magnético, mas provavelmente não - verifica. :roll:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Domingo Fev 15, 2009 10:44 am

Olá Professor,

Quanto à questão, de o valor do campo magnético dar na realidade um valor tão baixo agradeço o esclarecimento. :D
Quanto à segunda questão, estou a alimentar a bobine com uma fonte de alimentação de tensão constante, com correte contínua. E a questão que o professor agora me colocou também me tinha surgido na aula. O aparelho tem vários modos de funcionamente, medição de campos estáticos e variáveis. Mas na aula ao por no modo de medição de campos estáticos o aparelho junto à bobine onde percorria corrente dava um valor de 0,000 nT. Então coloquei o medidor a medir frequências numa banda entre 45 e 60 Hz, e verifiquei que na frequência de 50 Hz ele acusava campo magnético. Ainda pensei que poderia ser das instalações elétricas ou assim, mas ao afastar da bobine o valor que dava era 0. Fui falar com a minha professora e então ela explicou-me que a fonte ao tranformar corrente alternada em contínua, a corrente contínua não é constante mas sim varia da seguinte maneira:
Imagem
Assim pensei que tinha lógica o aparelho medir um campo magnético numa gama de 50 Hz, visto que o gráico da corrente contínua não seria uma constante, que foi o que o professor me disse, medir a componente alternada do campo. Estou a raciocinar bem? :roll:
última vez editado por José_Marques s Domingo Fev 15, 2009 2:04 pm, editado 1 vez no total
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor jap em Domingo Fev 15, 2009 1:12 pm

Sim, pode ser isso, no caso da fonte de corrente "contínua" ter um rectificador de meia onda muito rasco! :lol:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Domingo Fev 15, 2009 3:20 pm

Então para casos de um bom rectificador :D de onda o campo magnético medido deveria se estático?
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor José_Marques em Segunda Out 19, 2009 5:52 pm

Olá a todos :D

Venho aqui agradecer aos quarkianos, especialmente ao Prof. JAP e ao Henrique, que me responderam a algumas das dúvidas que coloquei neste thread sobre o trabalho de Área de Projecto que estive a desenvolver o ano passado. Isto porque o projecto que eu e o meu grupo desenvolvemos concorreu ao Projecto MEDEA, de medição de campos electromagnéticos, promovido pela SPF e ganhámos o 1º prémio juntamente com mais duas escolas.

Pela vossa ajuda muito obrigado. :D

Se quiserem dar uma vista de olhos nas medições que efectuámos e resultados a que chegámos, consultem o nosso site http://esfhp.webs.com/.

Espero que gostem. :hands:
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Re: Medição de Campos Magnéticos

Mensagempor jap em Segunda Out 19, 2009 10:14 pm

Parabéns José! :hands:

Já dei uma olhadela ao vosso site e está muito bom, sim senhor! :hands:

E nesta leitura rápida já aprendi algumas coisas:

5. As linhas de Alta Tensão são a principal fonte de exposição pública aos campos magnéticos?

Sim, no geral são. Apesar de tudo, os circuitos de Baixa Tensão residenciais e os electrodomésticos também nos expõem a campos magnéticos, que em geral não ultrapassam, em média, 0,1 microtesla (por sinal precisamente o limite reclamado pelo grupo “Bioiniciativa”).

Nos EUA a exposição residencial é maior, atingindo os 0,2 microtesla. É aliás apenas por este motivo que os limiares investigados para a exposição aos campos magnéticos das linhas de Alta Tensão se têm situado entre os 0,2 e os 0,4 microtesla, já que se fossem mais baixos seriam indiscerníveis dos produzidos pelos circuitos e equipamentos de Baixa Tensão. A poucos metros das linhas aéreas, os campos magnéticos podem atingir alguns microtesla.

Porém, valores similares se observam no interior dos automóveis modernos, produzidos pela rotação dos pneus radiais que se tendem a magnetizar com o tempo, e valores bastante superiores.
:lol:
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