Campo de indução magnético criado por 2 condutores
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Descrição
[[File:||thumb|Como as correntes elétricas têm sempre um retorno aos geradores, as linhas de transmissão elétricas são equivalentes ao problema abordado nesta experiência.|right|border|236px]] O campo de indução magnética existe em todo o espaço que nos rodeia, quer pelo magnetismo natural terrestre e sideral quer criado pelo Homem. A partir de valores elevados pode ser prejudicial, principalmente para humanos com próteses eletrónicas (p.ex. pacemakers).
No entanto a maioria dos circuitos elétricos, incluindo as linhas de transmissão elétricas, são fechados ou seja, as correntes acabam por retornar à fonte (gerador ou bateria) por cabos muito próximos uns dos outros. É o que acontece nos nossos cabos domésticos onde os mais atentos certamente já repararam que andam sempre aos pares (o terceiro fio normalmente é a "terra" e não transporta energia, servindo apenas o propósito de proteção).
O objetivo desta experiência consiste em determinar o vetor do campo de indução magnética em vários pontos do espaço criado por dois condutores paralelos afastados entre si. O protocolo avançado sugere uma resolução matemática mais exigente duma bobine quadrada onde toda a geometria é tida em consideração.
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Ligações
- Video: rtsp://elabmc.ist.utl.pt/B_3D.sdp
- Laboratório: Básico em e-lab.ist.eu
- Sala de controlo: B_3D
- Nível: **
Quem gosta desta iniciativa
Aparato experimental
Esta experiência consiste em dois cabos paralelos de cobre por onde passa uma corrente elétrica geradora dum campo de indução magnética. O fluxo magnético gerado pelo campo é detetado numa bobine de três eixos (pick-up coil) que permite reconstruir num plano préviamente selecionado a geometria vetorial magnética.
MEDEA
Esta experiência é utilizada no projeto MEDEA, uma parceria entre a SPF e REN, Redes Energéticas Nacionais. MEDEA É O acrónimo para designar a MEDição dos campos Electromagnéticos no Ambiente, realizado por alunos de várias escolas secundárias e profissionais e que visa medir o campo eléctrico e magnético no meio ambiente.
Física
A determinação do campo de indução magnético
Campo gerado por dois cabos infinitos
Se considerarmos dois condutores de diâmetro desprezável separados por uma distancia d onde o segundo é percorrido pela corrente de retorno do primeiro cabo, apesar do decaímento do campo de indução magnético de um condutor individual depender do inverso da distância (~1/r), ao considerarmos o efeito dos dois em conjunto esse decaímento é muito mais abrupto ficando com uma dependência do inverso do quadrado da distância em zonas distantes.
Isso mesmo pode ser verificado através da expressão simplificada obtida a partir da lei de Gauss:
[math] B_{Total}=B_1+B_2=\frac{\mu _0 i}{2 \pi r}- \frac{\mu _0 i}{2 \pi (r-d)}\simeq \frac{\mu _0 i}{2 \pi r^2}, r\gg d [/math]
Estudos experimentais
A orientação do campo
Linhas de contorno e isoclinas
Notas históricas
Bibliografia
