Trabalho - Eletromagnetismo 2021-2

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE ENGENHARIA – CAMPUS DE ILHA SOLTEIRA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Trabalho de Eletromagnetismo I (ELE 1075 ST2) data de entrega: 02/02/22 Nome: R.A.: QUEST. 1) Descreva a opinião dos autores do artigo a respeito dos possíveis efeitos de campos elétricos e magnéticos sobre a saúde humana.. (0,8 pontos) QUEST. 2) De acordo com o artigo, como o Brasil regulamenta a exposição de pessoas a campos elétricos e magnéticos? (0,8 pontos) QUEST. 3) Por que a Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF) realiza medições de campos em suas instalações? (0,8 pontos) QUEST. 4) Qual é o procedimento adotado pela Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF) para realizar as medidas de campos? (0,8 pontos) QUEST. 5) Faça uma descrição dos valores que foram obtidos, pela CHESF e pelos autores do artigo, por meio de medições e por meio de simulações do campo elétrico de uma torre de transmissão de 500 kV. (0,8 pontos) QUEST. 6) A linha de transmissão, simplificada, mostrada nas Figura 1, 2 e 3 com comprimento L = 100 km, é constituída de um condutor cilíndrico de raio r = 0,01 m disposto a uma altura h = 50 m em relação ao solo. Considerando que o solo é um plano condutor (plano xy), e que a diferença de potencial entre o condutor e o solo é Vlinha = 345 kV, faça os itens descritos em seguida: (6,0 pontos) a) Determine a capacitância da linha; b) Determine a carga elétrica total da linha, e explique como é a distribuição (superficial, volumétrica, etc...) na linha. c) Determine uma expressão para a densidade superficial de cargas induzida no solo, nos pontos A(0,y,0), e faça um gráfico do módulo desta densidade de cargas em função de y (considerando valores positivos e negativos de y). Observe que à medida que os valores de y se afastam de y = 0 (ponto sobre o qual está passando a linha de transmissão), maior a distância do ponto A em relação à linha. d) Determine a expressão para o campo elétrico em um ponto P(0, y, h0) sendo h0 = 1,5 m. A altura h0 corresponde a altura média da região do corpo humano onde se concentra a maioria dos órgãos vitais (Figura 3). Portanto o ponto P(0, y, h0) representa uma pessoa localizada no eixo y e que está exposta ao campo elétrico. e) Calcule os valores do módulo do campo elétrico no ponto P(0,y,h0), sendo h0 = 1,5 m, para os valores de y mostrados na Tabela 1. Utilizando os valores da tabela 1, faça o gráfico do módulo do campo elétrico em função dos valores de y. f) Com base nos resultados obtidos nos dois itens anteriores, descreva a relação entre a distância da linha a que uma pessoa esteja e a intensidade de campo elétrico a que esta pessoa está submetida. g) Faça uma comparação entre os valores de campo elétrico da linha real de 345 kV da CHESF e os valores do campo elétrico da linha simplificada do exercício 6. Observações: i) No item e do exercício 6, utilize valores numéricos para π e para a permissividade do meio (ε0) ii) Prestem atenção nas unidades das grandezas, para que não ocorram respostas incoerentes y x z Linha de transmissão de 100 km, paralela ao eixo x, cujo eixo de simetria passa pelo ponto (0,0,50) Plano xy: Plano condutor Figura 1 - Visão tridimensional da linha x z Linha de transmissão de 100 km paralela ao eixo x, cujo eixo de simetria do condutor cilíndrico passa pelo ponto (0,0,50) Vlinha = 345 kV Figura 2 – linha observada a partir de um ponto localizado no eixo y y z Linha de transmissão de 100 km paralela ao eixo x, cujo eixo de simetria do condutor cilíndrico está localizado no ponto (0,0,50) Ponto P(0,y,h0) com h0 = 1,5 m Distância a pessoa à linha Figura 3 – linha observada a partir de um ponto localizado no eixo x Valores de y (em metros) Módulo do campo elétrico (em kV/m) -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Tabela 1 - Valor do módulo do campo elétrico em função da distância da linha