Sistema

Para obter o fio de baixa tensão usado para simular a linha de alta tensão usou-se o esquema da figura 2. Os dois fios, de 1 mm de diâmetro, são separados à saída da fonte de alimentação (230V, 50Hz). Um deles, o fio principal, atravessa a estrutura de madeira construída, figura 3, e o outro, o fio secundário, é afastado 4 metros, para que o campo magnético gerado quando a corrente o atravessa não interfira com o campo magnético gerado quando a corrente atravessa o fio principal; em medições preliminares do campo magnético verificou-se que o campo total gerado pelos dois fios é construtivo em algumas zonas e destrutivo em outras e como se pretende estudar o campo magnético gerado por um fio, afastou-se o fio secundário para um lado e mediu-se, no lado oposto, o campo quando este atravessa a estrutura construída.

O sensor usado foi o Spectran NF-5010 com as configurações seguintes: modo Spectrum, com a leitura instantânea da intensidade de campo; função 3D, leitura tridimensional, para diminuir erros de leitura; pré-configuração Power que permite medir campos a muito baixas frequências (45 a 65 Hz). Em todas as medições do campo magnético apresentadas foram realizadas 5 medidas independentes e calculadas as respetivas incertezas (1).

O termómetro usado, com uma resolução de 0,01 ºC, é acoplado a uma interface CBL2 e a uma calculadora gráfica TI-83 usando o programa DATAMATE. As medições da temperatura apresentadas resultam das medidas registadas, de 60 em 60 s, durante todo o intervalo de tempo em que foram realizadas medidas do campo magnético, para cada janela de temperatura, e do cálculo das respetivas incertezas (1).

Inicialmente usaram-se três recetores: uma lâmpada económica de 8 W. uma lâmpada de infravermelho de 150 W e um aquecedor de 1800 W a 2200W. Estes valores de potência são os declarados pelos fabricantes.

Valores de referência

O campo magnético, B, gerado por um fio condutor atravessado por uma corrente, I, é dado por (2):

B = (µ0 I) / 2πd

(µ0 - permeabilidade magnética do vácuo; d - distância ao fio)

A figura 7 mostra as medições de B em função do inverso da distância, 1/d, e evidencia, com um fator de correlação próximo de 1, a proporcionalidade direta esperada pela equação. Considerando que µ0 = 4πE-7 T.m/A, obtém-se, a partir do declive da reta, I = 7,45 A, o que representa um erro percentual de 22,1% em relação ao valor máximo declarado pelo fabricante e 3,9 % em relação ao valor mínimo.

Tomamos como valores de referência µ0 = 4πE-7 T.m/A e I = 7,45 A.

Aterro de cabo de alta tensão - Campo magnético

As medidas do campo magnético foram efetuadas para o lado exterior da proteção metálica, figura 16, em função da distância ao cabo. Foram também efetuadas medidas entre o cabo e o pilar (lado interior), em função da distância ao cabo, sem proteção metálica. Todas as medidas foram efetuadas à temperatura de (27,1 ± 0,2) ºC, ao nível do chão.

A figura 19 mostra as medições do campo magnético em função da distância para as duas situações, interior e exterior. Para o lado exterior da proteção metálica mediu-se o campo magnético até 230 cm; para o lado interior mediu-se o campo magnético até 40 cm. Os valores do campo magnético são maiores para o lado interior (sem proteção metálica) que os relativos ao lado exterior (com proteção metálica).

As figuras 20 e 21 mostram as medições do campo magnético em função de 1/d para as duas situações estudadas (exterior e interior). As duas situações evidenciam, com um fator de correlação próximo de 1, a proporcionalidade direta esperada pela equação acima referida.

Conclusões

O estudo do campo magnético a muito baixas frequências pode ser realizado por uma simulação. O perfil do campo em função da distância e da temperatura tem as mesmas características e permite as mesmas conclusões nas duas situações (a real e a simulada); o campo é proporcional ao inverso da distância e não depende da temperatura, assim como a permeabilidade magnética. Para um estudo mais conclusivo sobre o efeito da temperatura no perfil do campo magnético e na permeabilidade magnética será necessário usar um maior intervalo dos valores da temperatura. Os valores dos campos magnéticos registados estão dentro dos limites de referência para a exposição pública.