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��PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Curso de Engenharia Elétrica
Campus Coração Eucarístico
Disciplina: Laboratório de Eletromagnetismo Turno: Noite 2º Sem. 2017
Profs.: Luciano Bossi
	Aluno: JÚLIA MARIA DE CARVALHO VALE
	Data: 02/10/2017
TRABALHO PRÁTICO 3
Pratica de simulação realizada dia 18/09/2017.
Análise de Campo Elétrico em Cabo Coaxial
Simulação no QuickField 
Um cabo coaxial de 8 m de comprimento é formado por um condutor interno maciço e de raio 3 mm e uma capa condutora externa (retorno de corrente) de raio interno 7 mm e de espessura desprezível. 
O meio entre o condutor interno e a capa condutora externa é formado por dois dielétricos: 
dielétrico 1, adjacente ao condutor interno, tem uma espessura de 2 mm;
dielétrico 2 preenche o restante do espaço entre o dielétrico 1 e a capa externa (portanto, também tem espessura de 2 mm). 
Os dados dos materiais são: 			
Dielétrico 1 : 	permissividade relativa = 2
Dielétrico 2 : 	permissividade relativa = 3
	
A permissividade elétrica do material (ε) é uma característica que influi nas avaliações do campo elétrico. Geralmente é separada em sua permissividade relativa εr (ou constante dielétrica, que é um número puro) e a permissividade do vácuo εo (que é uma constante = 8,854 x 10-12 F/m). Onde ε = εr εo. O Quickfield permite a entrada de dados pelo valor absoluto de ε ou, de modo mais simples, pelo seu valor relativo εr.
O condutor interno é maciço, entretanto como está aplicado um potencial estático, todas as cargas ficam na superfície do condutor e o campo elétrico dentro do condutor é nulo. Assim, na geometria a ser simulada indicamos que o potencial aplicado está na linha da superfície do condutor interno.
1.1 – Simulação
Simular a geometria do cabo no QuickField (utilizar aproximação bidimensional) e avaliar: a energia armazenada, a capacitância do cabo, o módulo do campo elétrico na superfície do condutor interno, o modulo do campo elétrico na interface entre os 2 dielétricos (em cada lado dos dielétricos).
Atenção: O desenho será do corte transversal do cabo coaxial. O comprimento do cabo afetará a capacitância total e a energia e deve ser introduzido no software como a componente Lz, que aparece na tela inicial do Quickfield. O desenho da geometria serão 3 círculos concêntricos representando: o condutor interno, a separação entre os 2 dielétricos e o condutor externo. 
Apresentar, também, o gráfico do mapeamento das linhas equipotenciais e justificar a diferença da distância entre elas nos 2 dielétricos.
Solução analítica 
Calcular analiticamente (mostrar o desenvolvimento matemático detalhado):
2.1) Módulo do campo elétrico na superfície do condutor interno:
2.2) Módulo do campo elétrico imediatamente antes e imediatamente depois da interface entre os dois dielétricos:
2.3) Capacitância do cabo (cálculo através da energia armazenada):
2.4) Energia armazenada no campo elétrico:
Referências: 
Fundamentos de Física – Halliday e Resnick – Vol.3 Eletromagnetismo – Capítulo 25 – Capacitância; 
Eletromagnetismo – W. Hayt, cap. 5.
O cabo está operando nas seguintes condições:
 Tensão no condutor interno = 120 V
 Tensão na capa externa = 0 V
 Frequência ( corrente contínua
Energia armazenada no campo elétrico:
Capacitância de todo o cabo:
Módulo do campo elétrico na superfície do condutor interno:
Módulo do campo elétrico imediatamente antes e imediatamente depois da interface entre os dois diétricos: 
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