1 TRABALHO simulação lab eletromagnetismo

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Curso de Engenharia Elétrica
Campus Coração Eucarístico
Disciplina: Laboratório de Eletromagnetismo Turno: Noite 1º Sem. 2020
Profs.: Luciano Bossi, Rose Batalha e Selmar Mendes 
	Aluno: Wallace Ryan de Oliveira
	Data: 01/03/2020
TRABALHO PRÁTICO 1
Mapeamento de Equipotenciais - Utilização do Software de Cálculo de Campo Elétrico (QuickField)
Utilizando o software QuickField, simular a geometria a seguir para a situação da placa inferior estar aterrada e a superior estar energizada com uma tensão de 40V. Supor, para efeito do presente cálculo, que o campo nas extremidades das placas é uniforme (desprezar o efeito de borda).
Somente os elementos que devem receber valores devem ser nomeados. O software exige que a região a ser mapeada seja “fechada”. A linha superior indica a placa positiva e deve ser definida com um potencial de 50V. A linha inferior, com a saliência, é a placa com potencial 0V (aterrada). As linhas laterais são para limitar a região fechada e não têm valor de entrada (não devem receber “nome”).
Todas dimensões em centímetros.50V
25 cm
24,5 cm
24,5 cm
1 cm
13 cm
0V
AR
Origem do sistema de coordenadas (0,0)
1) Utilizando o Quickfield na avaliação do vetor campo elétrico : 
Figura 1 – Mapeamento de Equipotenciais gerado pelo Quickfield
· Solicitar ao software o valor do vetor campo elétrico em dois pontos, cujas coordenadas são indicadas:
Coordenadas (x,y) do sistema cartesiano, conforme a construção da figura no software. Anotar o módulo da intensidade de campo elétrico e os valores de suas componentes Ex e Ey;
 Ponto P1: (1,13) cm 
|| = 201.27 V/m 	Ex = 4,6222 V/m		Ey = -201.22 V/m
Ponto P2: (23,13) cm 
|| = 453.28 V/m 	Ex = 360.18 V/m		Ey = -276.19 V/m
Observe que o software mostra a distribuição das linhas equipotenciais na região em estudo. A diferença de potencial entre duas linhas adjacentes é a mesma para todas as linhas. Assim, se as linhas estão mais próximas significa que o potencial está variando mais rapidamente naquela região.
· Calcular analiticamente o campo elétrico no ponto P1, considerando que o campo possa ser aproximado por um valor uniforme próximo das laterais da geometria simulada.
· Veja que, o ponto P1 está na extremidade lateral da placa, longe da saliência. A distribuição do potencial na região é praticamente uniforme, desde a placa positiva até a placa aterrada. O vetor campo elétrico aponta na direção da maior variação das linhas equipotenciais, partindo da placa positiva.
Sendo:
Ponto P1: (1,13) cm
· Avaliar as componentes de no ponto P2 através da distribuição de potencial, ou seja, calcular as componentes do campo elétrico no ponto P2 através da variação do potencial no espaço. 
· Veja que, neste caso, a presença da saliência afeta significativamente a distribuição das linhas equipotenciais.
· Indicar, no mapeamento realizado, os tamanhos x e y;
Ponto P2: (23,13) cm
2) Linhas equipotenciais:
· A distribuição das equipotenciais mostradas pelo software está coerente com o esperado? Justifique.
Sim. Com o aumento da intensidade do campo elétrico, as curvas ficam mais próximas. 
Comente a relação: distância entre as linhas equipotenciais x intensidade de campo elétrico.
Quanto maior a proximidade das linhas, maior é a intensidade de campo elétrico. 
3) Verificando a distribuição do campo elétrico na região mais próxima à linha inferior (placa aterrada), como você associaria a presença da saliência com a proteção proporcionada por um para-raios do tipo Franklin?
 
O para-raios do tipo Franklin é composto por uma haste metálica onde ficam os captadores e um cabo de condução que vai até o solo, sendo responsável pela dissipação da descarga elétrica.
A distribuição do campo elétrico na região mais próxima à linha inferior assim como este tipo de para-raios (poder das pontas) vai proteger dentro de dimensões razoáveis, atraindo cargas elétricas. Para o tipo Franklin, admite-se que a zona de proteção é igual a um cone com vértice na ponta da antena, raio no solo e altura equivalente do chão à ponta da antena.
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