quarta-feira, 28 de janeiro de 2009
Diário de Bordo 27/1/09
Nesta aula o José, o Luís e o Sérgio continuaram a leitura do manual de instruções do aparelho de medição de Campos Electromagnéticos (SPECTRAN-5010). Ligámos também o aparelho e estivemos a fazer medições com ele na gama de frequências [45,60] Hz, tendo percebido quais os planos e os eixos de medição do sensor do aparelho. Assim tendo em conta a direcção em que se propaga uma onda electromagnética, dirigimos o aparelho para o ecrã de um computador a fim de medir o campo eléctrico gerado pela radiação electromagnética que emite. Após isso afastamos, gradualmente, o aparelho do ecrã e verificámos que o campo eléctrico diminuia, à medida que essa distância em relação ao ecrã aumentava, conforme a previsão teórica. Ainda na mesma gama de frequências começamos medições a fim de averiguar se a cor do ecrã influencia a intensidade do campo eléctrico ou a gama de frequências em que ele é gerado. O Sérgio pesquisou ainda sobre ecrãs LCD a fim de perceber qual a intensidade de campo eléctrico por eles emitido. Nesta aula o Ricardo Silva e o André Fernandes estiveram a trabalhar na parte experimental do projecto realizando actividades experimentais que demonstram a força de Lorentz e a Força Magnética (que é deduzida da força de Lorentz, mas que foi alvo de especial atenção).
sábado, 24 de janeiro de 2009
Efeitos da Radiação Electromagnética
Todos os efeitos da radiação electromagnética – tanto os que beneficiam a saúde como os que são ameaça à mesma – resultam da capacidade da radiação em ionizar a matéria dos tecidos onde passa. As radiações ionizantes, arrancam electrões aos átomos e moléculas. Assim, átomos e moléculas deixam de ser neutros (sem carga eléctrica) e passam a ficar ionizados (com carga eléctrica). Este processo em tecidos vivos pode destruir as células, apenas temporariamente ou de forma permanente.
A intensidade com que a radiação electromagnética afecta a matéria depende da sua energia e da forma como interagem com as moléculas que encontram.
A intensidade com que a radiação electromagnética afecta a matéria depende da sua energia e da forma como interagem com as moléculas que encontram.
A protecção destas radiações baseia-se nestes alcances diferentes e faz-se essencialmente, portanto, por blindagem. Quando raios gama atingem o núcleo de uma célula podem destruir o material genético de uma das hélices de ADN, mas há possibilidade de a célula se auto-reparar. Como é natural, não se podem realizar experiências in vivo sobre os efeitos de radiação em humanos, pelo que os dados para análise dos efeitos das radiações no homem são necessariamente escassos.
Bibliografia:
Engº Carneiro, R; Activa Multimédia - Ciências Experimentais; Lexicultural (2004)
Luís Geraldes
Campo Magnético e Electromagnetismo
Campo Magnético:
Chama-se campo magnético de um íman à região do espaço onde se manifestam as forças de origem magnética. À semelhança do que acontece com o campo gravítico ou eléctrico, um íman cria em seu redor um campo magnético que é mais intenso em pontos mais próximos do íman e que se atenua à medida que nos afastamos dele.
Para representar graficamente um campo magnético, utilizaremos as linhas de força.
Sobre um íman recto colocaremos uma folha de papel com limalha de ferro. As linhas de força são, pois, linhas imaginárias que representam a forma como se alinhou a limalha. O sentido das linhas, representado por setas, foi escolhido de forma arbitrária, saindo do pólo Norte e entrando no pólo Sul.
Chama-se campo magnético de um íman à região do espaço onde se manifestam as forças de origem magnética. À semelhança do que acontece com o campo gravítico ou eléctrico, um íman cria em seu redor um campo magnético que é mais intenso em pontos mais próximos do íman e que se atenua à medida que nos afastamos dele.
Para representar graficamente um campo magnético, utilizaremos as linhas de força.
Sobre um íman recto colocaremos uma folha de papel com limalha de ferro. As linhas de força são, pois, linhas imaginárias que representam a forma como se alinhou a limalha. O sentido das linhas, representado por setas, foi escolhido de forma arbitrária, saindo do pólo Norte e entrando no pólo Sul.
Electromagnetismo:
Os fenómenos eléctricos e magnéticos apresentam alguns aspectos semelhantes, embora parecessem fenómenos independentes. Em 1820, o físico e o químico Hans Christan Oersted conseguiu demonstrar a relação entre eles. A sua experiência consistiu em aproximar uma bússola de um circuito de corrente contínua (parece que acidentalmente) e observou que a bússola se desviava, colocando-se perpendicularmente à direcção da corrente. Ao ligar os pólos do gerador ao contrário, para mudar o sentido da corrente, a agulha desviou-se também numa direcção perpendicular, mas com os pólos orientados em sentido contrário. Desta experiência chegou à seguinte conclusão: um condutor por onde circula uma corrente eléctrica cria um campo magnético. Para determinar o sentido do desvio da agulha magnética utiliza-se a regra da mão direita. Ao colocar a mão direita sobre um fio condutor, de tal modo que o sentido convencional da corrente entre pelo pulso e saia pelos dedos, o dedo polegar indicará o pólo Norte do campo magnético.
Para visualizar o campo magnético criado por um fio condutor rectilíneo pode fazer-se a seguinte experiência: atravessa-se uma cartolina com um fio condutor ligado aos pólos de um gerador; quando se deita limalha de ferro em redor do fio, esta orienta-se formando círculos concêntricos: são as linhas de força. Para determinar o sentido das linhas utiliza-se a regra da mão direita ou a regra do saca-rolhas que avança no mesmo sentido da corrente. De tudo isso, tiram-se as seguintes conclusões:
1 – Uma carga eléctrica cria um campo magnético.
2 – Uma carga eléctrica em movimento cria, alem disso, um campo magnético.
3 – Para exprimir a existência dos dois campos, diremos que a corrente eléctrica cria um campo electromagnético.
O electromagnetismo estuda, pois, as relações entre as correntes eléctricas e fenómenos magnéticos.
Bibliografia:
Engº Carneiro, R; Activa Multimédia - Ciências Experimentais; Lexicultural (2004)
Luís Geraldes
As Ondas Electromagnéticas
Se pudéssemos ver as ondas electromagnéticas que se encontram à nossa volta, de certo nos apercebíamos de que vivemos rodeados de um mar repleto delas.
Os sinais de rádio e de televisão, dos telemóveis, as ondas radar, as das instalações eléctricas das casas, os raios ultravioleta do Sol, os raios cósmicos são muitos dos exemplos de ondas electromagnéticas invisíveis ao nosso olhar.
O facto é que os nossos olhos são sensíveis apenas a um pequeno conjunto de ondas electromagnéticas: a luz.
As ondas electromagnéticas são geradas pelo movimento das partículas possuidoras de uma carga eléctrica, normalmente os electrões (partículas elementares, com uma massa muito pequena: 9,1 x 10^-28 gramas, mas considerada a unidade fundamental da electricidade).
Cada partícula carregada gera à sua volta um campo eléctrico; quando existe uma oscilação da carga, o campo eléctrico é perturbado, sendo esta perturbação propagada como uma onda.
A oscilação de um campo eléctrico acompanha sempre a oscilação simultânea de um campo magnético. Portanto, as perturbações dos campos eléctrico e magnético progridem juntas, sendo por isso que as suas ondas são denominadas de electromagnéticas.
No vazio, todas as ondas electromagnéticas viajam à velocidade da luz. Algumas são ideais para transportar sinais a grandes distâncias, como as ondas rádio. O radar é um método que permite detectar e localizar objectos distantes, como aviões ou navios, através da sua capacidade para reflectir ondas de rádio ou microondas emitidas por um transmissor. Com maior frequência do que as ondas de rádio, existem os raios infravermelhos emitidos pelos objectos quentes, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X e gama. Algumas destas radiações podem atravessar o nosso corpo, tornando-se, às vezes, muito perigosas porque danificam partes vitais das células, como por exemplo, as moléculas de ADN, de onde provêm graves doenças.
Os sinais de rádio e de televisão, dos telemóveis, as ondas radar, as das instalações eléctricas das casas, os raios ultravioleta do Sol, os raios cósmicos são muitos dos exemplos de ondas electromagnéticas invisíveis ao nosso olhar.
O facto é que os nossos olhos são sensíveis apenas a um pequeno conjunto de ondas electromagnéticas: a luz.
As ondas electromagnéticas são geradas pelo movimento das partículas possuidoras de uma carga eléctrica, normalmente os electrões (partículas elementares, com uma massa muito pequena: 9,1 x 10^-28 gramas, mas considerada a unidade fundamental da electricidade).
Cada partícula carregada gera à sua volta um campo eléctrico; quando existe uma oscilação da carga, o campo eléctrico é perturbado, sendo esta perturbação propagada como uma onda.
A oscilação de um campo eléctrico acompanha sempre a oscilação simultânea de um campo magnético. Portanto, as perturbações dos campos eléctrico e magnético progridem juntas, sendo por isso que as suas ondas são denominadas de electromagnéticas.
No vazio, todas as ondas electromagnéticas viajam à velocidade da luz. Algumas são ideais para transportar sinais a grandes distâncias, como as ondas rádio. O radar é um método que permite detectar e localizar objectos distantes, como aviões ou navios, através da sua capacidade para reflectir ondas de rádio ou microondas emitidas por um transmissor. Com maior frequência do que as ondas de rádio, existem os raios infravermelhos emitidos pelos objectos quentes, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X e gama. Algumas destas radiações podem atravessar o nosso corpo, tornando-se, às vezes, muito perigosas porque danificam partes vitais das células, como por exemplo, as moléculas de ADN, de onde provêm graves doenças.
Bibliografia:
Leonardi, A.; Luz, Som, Electricidade - Enciclopédia Pedagógica Universal; ASA Editores II (2001)
Luís Geraldes
sexta-feira, 23 de janeiro de 2009
Indução Electromagnéctica e Lanterna de Faraday
O físico britânico Michael Faraday (na foto) (1791-1867) é considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos. Tamanha importância é-lhe atribuída porque experimentalmente conseguiu unificar os fenómenos da electricidade e do magnetismo, até aí considerados domínios separados. No entanto a fundamentação teórica do electromagnetismo foi formulada na sua forma final por James Clerk Maxwell, no século XIX, onde unificou os fenómenos electromagnéticos e a óptica.
Referindo, de novo Faraday, ele descobriu a indução electromagnética, o princípio de funcionamento por trás de geradores, transformadores, motores eléctricos e da maioria das máquinas eléctricas. Resumidamente este fenómeno pode ser descrito do seguinte modo:
- Um campo magnético ao atravessar uma espira faz com que nela surja um fluxo magnético – Φ. Este fluxo pode variar : movendo um íman junto à espira (pode variar a intensidade de fluxo que atravessa o íman ou o ângulo que ele faz com o campo magnético, fazendo também deste modo variar o fluxo), movendo a espira nas proximidades de um íman ou deformando a espira.
- Se o fluxo magnético que atravessa uma espira variar no tempo surge uma força electromotriz induzida - f.e.m. Esta é a diferença de potencial ou tensão responsável pelo aparecimento de corrente eléctrica induzida na espira.
Repare-se que a variação do fluxo magnético, isto é, um campo magnético variável, gera uma corrente eléctrica à qual está associado um campo eléctrico, donde se conclui que as fontes de campo eléctrico são não só cargas eléctricas, mas também campos magnéticos variáveis.
Com base na Indução Electromagnética, Faraday formulou uma lei a que hoje se chama Lei de Faraday, que diz o seguinte: “A intensidade da tensão induzida (f.e.m.) numa espira é proporcional à variação do fluxo magnético que atravessa a espira.”
Uma das principais aplicações deste fenómeno que é a Indução Electromagnética, e de grande importância nas sociedades contemporâneas, é a produção de energia eléctrica em centrais hidroeléctricas. Outra aplicação deste fenómeno é também o princípio de funcionamento dos microfones e dos altifalantes de indução. 
Como vimos um íman ao mover-se próximo de um circuito, gera uma corrente induzida. Existem múltiplos aparelhos baseados nesse princípio, sendo um deles a Lanterna de Faraday. Este aparelho é em termos de forma semelhante a uma lanterna normal, não usando no entanto pilhas nem bateria! Possui um enrolamento de fio de cobre à volta de um cilindro de plástico, que forma uma bobine cujos terminais se ligam a uma fonte luminosa. No interior do cilindro existe um íman que não está estático em relação à bobine podendo mover-se ao longo do cilindro. Assim ao pegar nesta lanterna e agitá-la, o íman move-se em relação à bobine, fazendo variar, no tempo, o fluxo que a atravessa. Isto, como vimos gera uma f.e.m. que origina uma corrente eléctrica no circuito que vai fazer com que a fonte luminosa acenda.
Este aparelho é bastante prático por não precisar de pilhas nem de bateria, estando disponível a qualquer momento com uma simples agitação. Por ser tão funcional é já produzida e comercializada por várias empresas.
Claro que se o seu princípio de funcionamento fosse apenas este, sem qualquer outra alteração, após parar de a agitar, a lanterna apagar-se-ia, porque o fluxo deixava de variar. Os modelos comerciais são melhorados com uma bateria interna que é recarregada por indução (ou então possuem um condensador que sinteticamente é um armazenador de cargas eléctricas) e que assim permite que após se parar de agitar a lanterna, esta se mantenha acesa.
Aprofundei o funcionamento desta lanterna porque na parte experimental do trabalho gostaríamos de realizar uma experiência que demonstrasse a indução electromagnética. Esta lanterna pareceu-me uma boa hipótese para desenvolver e após pesquisar percebi que é uma actividade cuja realização é possível e que é algo de atractivo e capaz de cativar as pessoas a perceber como funciona e assim se darem conta de como a ciência explica de um modo simples muitos dos fenómenos que presenciamos no dia-a-dia. O próximo vídeo mostra como podemos construir a lanterna de Faraday.
José Marques
Webgrafia:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_electromagn%C3%A9tica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday
http://dmail.gastronomias.com/prodotto.php?cod=125381&PHPSESSID=7dcdfbe5a458494de
http://www.fis.uc.pt/df/z/ozone.php?args___=3.5.3.1.5..7.y1&w=1&id_activ=c.1.2
quinta-feira, 22 de janeiro de 2009
Diário de Bordo 22-1-09
Nesta aula o José e o André foram para o laboratório de Física a fim de continuar elaboração de algumas experiencias sobre electromagnetismo. Construiram um electroscópio mas devido à elevada humidade que neste dia se registou não conseguiram por o electroscópio a funcionar.
Para avaliar se o problema da experiência estaria no modo como foi concepcionada ou devido a factores externos, tentaram electrizar os electroscópios que se encontravam no laboratório.
Além disso começamos também a experiência de Induçao Electromagnética tendo estado a ver quais os materiais que existiam no laboratório para podermos realizar essa experiencia.
Verificou-se que nenhum deles funcionou tendo por isso adiado a concepção da experiência para um dia mais seco. O Sérgio e o Luís estiveram a trabalhar com o medidor de campos electromagnéticos, tendo tomado um primeiro contacto com o aparelho. Estiveram também a obter mais informações acerca do modo de carregamento da bateria, dos modos de medição e das unidades de mediçao utilizados (picotesla e nanotesla).
Para avaliar se o problema da experiência estaria no modo como foi concepcionada ou devido a factores externos, tentaram electrizar os electroscópios que se encontravam no laboratório.
Além disso começamos também a experiência de Induçao Electromagnética tendo estado a ver quais os materiais que existiam no laboratório para podermos realizar essa experiencia.
Verificou-se que nenhum deles funcionou tendo por isso adiado a concepção da experiência para um dia mais seco. O Sérgio e o Luís estiveram a trabalhar com o medidor de campos electromagnéticos, tendo tomado um primeiro contacto com o aparelho. Estiveram também a obter mais informações acerca do modo de carregamento da bateria, dos modos de medição e das unidades de mediçao utilizados (picotesla e nanotesla).
Diário de Bordo 20-1-09
Nesta aula o José Marques continuou a análise da portaria legislativa sobre a radiação, cujas partes mais importantes e conclusões publicou no blog. O André Fernandes pesquisou sobre o facto de lâmpadas fluorescentes se iluminarem quando colocadas junto de linhas de alta tensão.
terça-feira, 20 de janeiro de 2009
Restrições Básicas e Níveis de Referência
Para a aplicação das restrições baseadas na avaliação dos possíveis efeitos dos CEM sobre a saúde distinguem-se:
a) Restrições Básicas
b) Níveis de Referência (destinados a limitar a exposição)
A indução de cancros por exposição prolongada a Campos Electromagnéticos não foi provada. No entanto é considerada a possibilidade de a exposição prolongada a CEM poder provocar efeitos biológicos a longo prazo, até porque o estudo nesta área é ainda inconclusivo e está a ser empreendido.
Restrições Básicas
As restrições da exposição aos campos eléctricos, magnéticos e electromagnéticos que variam no tempo, baseadas directamente em efeitos sobre a saúde e em considerações biológicas, designam-se «restrições básicas».
Dependendo da frequência do campo, as grandezas físicas utilizadas para especificar estas restrições são a densidade do fluxo magnético (B), a densidade da corrente (J), a taxa de absorção específica de energia (SAR) e a densidade de potência (S). A densidade do fluxo magnético e a densidade da potência podem medir-se facilmente nos indivíduos expostos.
Em função da frequência, utilizam-se as seguintes grandezas físicas para especificar as restrições básicas relativas aos CEM:
Entre 0 Hz e 1Hz prescrevem-se restrições básicas para a densidade do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos (0 Hz) e para a densidade de corrente dos campos variáveis no tempo até 1 Hz, a fim de prevenir efeitos sobre o aparelho cardiovascular e o sistema nervoso central;
Entre 1 Hz e 10MHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de corrente, a fim de prevenir efeitos sobre as funções do sistema nervoso;
Entre 100 kHz e 10 GHz prescrevem-se restrições básicas para a SAR, a fim de prevenir o stress térmico em todo o corpo e um aquecimento localizado excessivo dos tecidos. Na gama de 100 kHz a 10 MHz prescrevem-se restrições tanto para a densidade da corrente como para a SAR;
Entre 10 GHz e 300 GHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de potência, a fim de prevenir o aquecimento dos tecidos à superfície do corpo ou próximo dela.
José Marques
Fonte:
Portaria n.º 1421/2004
a) Restrições Básicas
b) Níveis de Referência (destinados a limitar a exposição)
A indução de cancros por exposição prolongada a Campos Electromagnéticos não foi provada. No entanto é considerada a possibilidade de a exposição prolongada a CEM poder provocar efeitos biológicos a longo prazo, até porque o estudo nesta área é ainda inconclusivo e está a ser empreendido.
Restrições Básicas
As restrições da exposição aos campos eléctricos, magnéticos e electromagnéticos que variam no tempo, baseadas directamente em efeitos sobre a saúde e em considerações biológicas, designam-se «restrições básicas».
Dependendo da frequência do campo, as grandezas físicas utilizadas para especificar estas restrições são a densidade do fluxo magnético (B), a densidade da corrente (J), a taxa de absorção específica de energia (SAR) e a densidade de potência (S). A densidade do fluxo magnético e a densidade da potência podem medir-se facilmente nos indivíduos expostos.
Em função da frequência, utilizam-se as seguintes grandezas físicas para especificar as restrições básicas relativas aos CEM:
Entre 0 Hz e 1Hz prescrevem-se restrições básicas para a densidade do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos (0 Hz) e para a densidade de corrente dos campos variáveis no tempo até 1 Hz, a fim de prevenir efeitos sobre o aparelho cardiovascular e o sistema nervoso central;
Entre 1 Hz e 10MHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de corrente, a fim de prevenir efeitos sobre as funções do sistema nervoso;
Entre 100 kHz e 10 GHz prescrevem-se restrições básicas para a SAR, a fim de prevenir o stress térmico em todo o corpo e um aquecimento localizado excessivo dos tecidos. Na gama de 100 kHz a 10 MHz prescrevem-se restrições tanto para a densidade da corrente como para a SAR;
Entre 10 GHz e 300 GHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de potência, a fim de prevenir o aquecimento dos tecidos à superfície do corpo ou próximo dela.
José Marques
Fonte:
Portaria n.º 1421/2004
Curiosidade: O que as Linhas de Alta Tensão conseguem fazer!
Uma curiosidade interessante acerca daquilo que as Linhas de Alta Tensão conseguem fazer, foi descoberta por Richard Box, da universidade de Bristol, o qual colocou várias centenas de tubos de luz fluorescente sob o solo ao pé de uma Linha de Alta Tensão, sem estarem ligados a nenhum gerador de energia. Durante o dia, não era tão notável o grande efeito que os campos Electromagnéticos produzidos pela Linha de Alta Tensão exercia sob os tubos, mas ao anoitecer, com a escuridão, viu-se que os tubos de luz fluorescente estavam totalmente iluminados.
Esta iluminação nos tubos de luz fluorescente é resultado de um desperdício de energia por parte da Linha de Alta Tensão que se reflecte na propagação de Ondas Electromagnéticas, o que vai fazer com que os tubos acendam, porque o gás que se encontra no seu interior se ioniza, formando-se plasma (estado da matéria na qual os electrões se encontram livres). Esses electrões ao embater na parede do tubo que está revestido com uma tinta especial, provocam a emissão de radiação visível.
Esta iluminação nos tubos de luz fluorescente é resultado de um desperdício de energia por parte da Linha de Alta Tensão que se reflecte na propagação de Ondas Electromagnéticas, o que vai fazer com que os tubos acendam, porque o gás que se encontra no seu interior se ioniza, formando-se plasma (estado da matéria na qual os electrões se encontram livres). Esses electrões ao embater na parede do tubo que está revestido com uma tinta especial, provocam a emissão de radiação visível.
André Fernandes
segunda-feira, 19 de janeiro de 2009
Legislação Portuguesa referente aos CEM - Definições e Grandezas Físicas
A expressão «campos electromagnéticos» (CEM) inclui:
- Os campos estáticos (Campos eléctricos estáticos e Campos magnéticos estáticos)
- Os campos de frequência extremamente baixa (FEB)
- Os campos de radiofrequência (RF), que incluem microondas e a gama de frequências entre 0HZ e 300 GHz
A) Grandezas Físicas
No contexto da exposição aos CEM, utilizam-se habitualmente oito grandezas físicas:
Grandeza | Definição | Unidade em SI | Observações |
Ic | Corrente de contacto entre uma pessoa e um objecto. | A (Ampére) | Um objecto condutor num campo eléctrico pode ser carregado pelo campo. |
J | A densidade da corrente define-se como a corrente que flui através de uma secção de área unitária perpendicular à sua direcção num volume condutor, tal como o corpo humano ou parte deste. | A/m2 (Ampére por metro quadrado) | |
E | A intensidade do campo eléctrico corresponde à força exercida sobre uma partícula carregada independentemente do seu movimento no espaço. | V/m (Volt por metro) | A intensidade do campo eléctrico é uma grandeza Vectorial. |
H | A intensidade do campo magnético, juntamente com a densidade do fluxo magnético (B), especifica um campo magnético em qualquer ponto do espaço. | A/m (Ampére por metro) | A intensidade do campo magnético é uma grandeza Vectorial. |
B | A densidade do fluxo magnético dá origem a uma força que actua sobre cargas em movimento. | T (Tesla) | A densidade do fluxo magnético é uma grandeza Vectorial. No espaço livre e em materiais biológicos, a densidade do fluxo magnético e a intensidade do campo magnético podem ser intercambiáveis, utilizando-se a equivalência 1 A/m = 410-7 T. |
S | A densidade de potência é a potência radiante que incide perpendicularmente a uma superfície, dividida pela área da superfície. | W/m2 (watt por metro quadrado) | A densidade de potência é a grandeza adequada utilizada para frequências muito elevadas, onde a profundidade de penetração no corpo é baixa. |
SA | A absorção específica de energia define-se como a energia absorvida por unidade de massa de tecido biológico. | J/Kg (Joule por quilograma) | Neste texto é utilizada para limitar os efeitos não térmicos, resultantes da radiação de microondas constituídas por impulsos. |
SAR | A taxa de absorção específica de energia define-se como o ritmo a que a energia é absorvida por unidade de massa de tecido biológico. | W/Kg (Watt por quilograma) | A média desta grandeza calcula-se na totalidade do corpo ou em partes deste. 1. A SAR relativa a todo o corpo é uma medida amplamente aceite para relacionar os efeitos térmicos nocivos com a exposição à RF. 2. Para além da SAR média relativa a todo o corpo, são necessários valores SAR locais para avaliar e limitar uma deposição excessiva de energia em pequenas partes do corpo, em consequência de condições de exposição especiais, como por exemplo a exposição à RF na gama baixa de MHz de uma pessoa ligada à terra, ou a pessoas expostas num campo próximo de uma antena. |
Destas grandezas, as que podem medir-se directamente são:
- A densidade do fluxo magnético (B)
- A corrente de contacto (Ic)
- A intensidade do campo eléctrico (E)
- A intensidade do campo magnético (H)
- A densidade de potência (S)
José Marques
Legislação Portuguesa referente aos níveis de campos electromagnéticos
Portaria n.º 1421/2004 publicada em Diário da República
Informações sobre Grandezas Físicas Associadas aos Campos Electromagnéticos (CEM) e definição de Restrições Básicas e Níveis de Referência
O conhecimento e análise desta portaria é de grande importância para a realização do nosso trabalho, visto que além de nos dar a conhecer quais os níveis de referência e precauções a ter, indica-nos também quais os conceitos fundamentais, ao nível teórico, deste tema, de modo a dar-nos orientação nos temas que devemos abordar.
“Regula a autorização municipal inerente à instalação e funcionamento das infra-estruturas de suporte das estações de radiocomunicações e respectivos acessórios (…) e adopta mecanismos para fixação dos níveis de referência relativos à exposição da população a campos electromagnéticos (0 Hz-300 GHz).”
Informações sobre Grandezas Físicas Associadas aos Campos Electromagnéticos (CEM) e definição de Restrições Básicas e Níveis de Referência
O conhecimento e análise desta portaria é de grande importância para a realização do nosso trabalho, visto que além de nos dar a conhecer quais os níveis de referência e precauções a ter, indica-nos também quais os conceitos fundamentais, ao nível teórico, deste tema, de modo a dar-nos orientação nos temas que devemos abordar.
“Regula a autorização municipal inerente à instalação e funcionamento das infra-estruturas de suporte das estações de radiocomunicações e respectivos acessórios (…) e adopta mecanismos para fixação dos níveis de referência relativos à exposição da população a campos electromagnéticos (0 Hz-300 GHz).”
Esta legislação estabelece um quadro de restrições e níveis de referência relativos à exposição da população a campos electromagnéticos (CEM). A adopção das restrições básicas e a fixação de níveis de referência têm como pressuposto a necessidade de protecção da saúde pública contra os comprovados efeitos adversos da exposição a campos electromagnéticos.
“Baseou-se nos melhores dados e orientações científicas actualmente disponíveis neste domínio. Por esta razão, será tida futuramente em conta a evolução da tecnologia e dos conhecimentos científicos que aconselhem a revisão dos níveis que agora se fixam.”
Esta portaria está dividida em quatro partes:
1. Definições
- Grandezas Físicas
- Restrições Básicas e Níveis de Referência
2. Restrições Básicas
3. Níveis de Referência
4. Exposição a fontes com múltiplas frequências
José Marques
Diário de Bordo 14-01-09 : Ida à UBI .
No dia 14 de Janeiro de 2009, os alunos André Fernandes, José Marques e Ricardo Silva dirigiram-se à UBI (Universidade da Beira Interior) pelas 10:00 horas de modo a conferenciarem com o professor António Espírito Santo. Ao longo da conversa, o professor explicou-nos que duas das experiências que tinhámos em mente realizar seriam bastante simples de fazer, bastava criar, através de um programa de computador, um modelo do projecto, de forma a podermos realizá-lo mais eficientemente, visto que é necessário um nível de exigência bastante grande para podermos concretizar as experiências com sucesso. A terceira experiência, seria a mais difícil de realizar, visto tratar-se de conheçimentos mais avançados, experiência esta que tem como objectivo mostrar levitação magnética. Decorrida a conversação, voltámos para a escola.
sábado, 17 de janeiro de 2009
Lei de Lenz
A lei de Lenz vem traduzir o facto de qualquer corrente induzida ter um sentido que dá origem a um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu. Em termos matemáticos, é visível através do sinal negativo que aparece na Lei de Faraday:
Que qualquer corrente induzida tenha um efeito que se opõe à causa que a produziu é uma consequência do princípio da conservação de energia. Se assim não fosse, o sistema em questão (por exemplo, íman-espira) iria aumentar a sua energia ilimitadamente, violando-se dessa forma o princípio de conservação de energia.
Ricardo Silva
Que qualquer corrente induzida tenha um efeito que se opõe à causa que a produziu é uma consequência do princípio da conservação de energia. Se assim não fosse, o sistema em questão (por exemplo, íman-espira) iria aumentar a sua energia ilimitadamente, violando-se dessa forma o princípio de conservação de energia.
Ricardo Silva
Fotografias tiradas durante algumas aulas de Área de Projecto.
Aqui ficam algumas fotografias que foram tiradas ao longo do 1º Período.
Pesquisa de Informação
Pesquisa de Informação
Primeira Apresentação do nosso projecto à turma
Depois do trabalho feito, está na hora de arrumar
Observação de Plasma (Gás Ionizado)
O trabalho é duro, mas tem de ser
Primeira ida à UBI
Organização do Portfolio
Ricardo Silva
Pesquisa de Informação
Primeira Apresentação do nosso projecto à turma
Depois do trabalho feito, está na hora de arrumar
Observação de Plasma (Gás Ionizado)
O trabalho é duro, mas tem de ser
Primeira ida à UBI
Organização do Portfolio
Ricardo Silva
Força de Lorentz
Quando uma partícula está carregada electricamente, e actua sobre ela um campo electromagnético, essa mesma partícula fica sujeita à resultante das forças eléctrica e magnética, que se denomina por força de Lorentz.
No caso geral, em que temos um campo eléctrico e um campo magnético, a força sobre uma carga em movimento carregada é dada por:
A expressão mostra que se uma partícula não estiver carregada electricamente, não será afectada. Se uma partícula entrar num campo magnético perpendicularmente a ele, irá começar a fazer um movimento ao longo de uma circunferência. Caso atinja o campo magnético obliquamente à direcção desse mesmo campo, irá realizar um movimento helicoidal, cujo eixo coincide com a direcção do campo magnético.
A força de Lorentz é uma componente fundamental para o estudo do electromagnetismo.
Para visualizar o movimento helicoidal de uma partícula num campo magnético: http://www.youtube.com/watch?v=a2_wUDBl-g8
Para aprofundar conhecimentos: http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_de_Lorentz
Ricardo Silva
No caso geral, em que temos um campo eléctrico e um campo magnético, a força sobre uma carga em movimento carregada é dada por:
A expressão mostra que se uma partícula não estiver carregada electricamente, não será afectada. Se uma partícula entrar num campo magnético perpendicularmente a ele, irá começar a fazer um movimento ao longo de uma circunferência. Caso atinja o campo magnético obliquamente à direcção desse mesmo campo, irá realizar um movimento helicoidal, cujo eixo coincide com a direcção do campo magnético.
A força de Lorentz é uma componente fundamental para o estudo do electromagnetismo.
Para visualizar o movimento helicoidal de uma partícula num campo magnético: http://www.youtube.com/watch?v=a2_wUDBl-g8
Para aprofundar conhecimentos: http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_de_Lorentz
Ricardo Silva
quarta-feira, 14 de janeiro de 2009
Cobertura Electromagnética
O nível de radiação proveniente de uma antena de estação base num determinado local depende essencialmente de três factores: potência radiada pela antena, direccionalidade da antena e distância em relação à antena.
Tal como se pode visualizar na Figura 1, a intensidade do campo electromagnético radiado por uma antena diminui rapidamente com a distância, tipicamente proporcional ao inverso do quadrado da distância. Isto significa que a densidade de potência associada ao campo electromagnético se reduz de um factor de 4 sempre que se duplica a distância em relação à antena da estação base. A densidade de potência num local dá uma medida da energia que pode ser absorvida por um tecido biológico exposto à radiação de uma fonte electromagnética.
Sérgio Garcia
A forma como é feita a distribuição das estações base faz com que a potência por elas radiada seja baixa, de modo a evitar interferências. Este é outro factor que diferencia as estações base das estações de difusão de rádio e de televisão, caracterizadas por potências radiadas bem mais elevadas (Tabela 1).
Tabela 1 – Potências radiadas por diversas fontes de emissão
Tal como se pode visualizar na Figura 1, a intensidade do campo electromagnético radiado por uma antena diminui rapidamente com a distância, tipicamente proporcional ao inverso do quadrado da distância. Isto significa que a densidade de potência associada ao campo electromagnético se reduz de um factor de 4 sempre que se duplica a distância em relação à antena da estação base. A densidade de potência num local dá uma medida da energia que pode ser absorvida por um tecido biológico exposto à radiação de uma fonte electromagnética.
Figura 1
Sérgio Garcia
As Antenas
As antenas das estações base estão tipicamente montadas em torres e mastros, ou no topo e nas fachadas de edifícios. Não é raro encontrar também instalações em postes de iluminação pública, em depósitos de água, no interior edifícios, etc.
Figura 1
As antenas não emitem radiação de igual forma em todas as direcções do espaço, o que significa que o nível de radiação não é o mesmo em toda a área circundante à antena. Esta propriedade é designada por direccionalidade da antena.
Nos sistemas de comunicações móveis celulares usam-se geralmente dois tipos de antenas: as antenas ominidireccionais e as antenas directivas. A grande diferença entre estes dois tipos de antena é a forma como distribuem a radiação no espaço. À representação espacial dos níveis de radiação de uma antena chama-se diagrama de radiação. Podem-se observar exemplos de diagramas de radiação nas Figuras 1 e 2.
Figura 1
Na Figura 1 representa-se o nível de radiação emitido por uma antena omnidireccional. As zonas a sombreado concentram a radiação emitida. Pode-se observar que, no plano horizontal, a radiação é distribuída da mesma forma por todo o espaço. Já na Figura 2, em que se representa a radiação proveniente de uma antena directiva, se observa que a radiação é essencialmente distribuída numa direcção bem definida do espaço.
Uma característica comum a estes dois tipos de antena e que se pode constatar quer na Figura 2, quer na Figura 3, é que a radiação é geralmente inclinada para o solo. A inclinação dos diagramas de radiação pode ser feita mecânica ou electricamente.
Tipicamente, distinguem-se duas zonas de radiação dos campos electromagnéticos provenientes de uma antena (Figura 3): a zona próxima e a zona distante. A zona próxima vai desde a antena até à distância de alguns comprimentos de onda e caracteriza-se por apresentar uma relação bastante complexa entre os campos eléctrico e magnético. A zona distante estende-se desde o limiar da zona próxima até ao infinito e caracteriza-se por os campos eléctrico e magnético apresentarem uma relação bem conhecida e serem perpendiculares entre si.
Figura 2
Figura 3
Sérgio Garcia
Descrição geral dos sistemas de comunicações moveis
Os sistemas de comunicações móveis celulares são uma das aplicações das radiofrequências com mais impacto na nossa sociedade (basta pensarmos no número de pessoas que usam o telefone móvel no seu dia a dia…). O objectivo destes sistemas é o de proporcionar um canal de comunicação entre utilizadores cuja posição é desconhecida e que possam estar em movimento sem qualquer restrição de localização. Para tal, é necessária uma infraestrutura de telecomunicações complexa, cujos elementos visíveis para o público são os terminais móveis (vulgarmente designados por “telemóveis”) e as antenas das estações base, que fazem a interface entre o utilizador e o sistema.
As estações base não são mais que um conjunto de diversos equipamentos que trocam informação com os terminais móveis. De entre os equipamentos que constituem uma estação base, os mais visíveis são as antenas (apenas uma ou várias) e o mastro de suporte. É muito importante diferenciar estes dois elementos (Figura ), uma vez que só as antenas emitem radiação activamente.
As estações base distribuem-se geograficamente segundo uma rede de forma mais ou menos regular, ao contrário do que acontece por exemplo com a distribuição das antenas de difusão de rádio e televisão. Isto acontece porque os sistemas de comunicações móveis são bidireccionais, ou seja, o terminal móvel para além de receber informação da estação base também transmite sinais no sentido inverso. Assim, e como a capacidade de alcance do terminal móvel é limitada, as estações base têm de estar distribuídas regularmente para garantir que em qualquer local seja possível comunicar; por outras palavras, para garantir aquilo que em linguagem técnica se designa por “cobertura” de um dado local. Esta situação é semelhante ao sistema de iluminação pública, em que os postes de iluminação estão distribuídos de uma forma regular de modo a garantir que cada local seja devidamente iluminado.
Cada estação base é capaz de estabelecer ligação com um número limitado de terminais móveis, dizendo-se portanto que a sua capacidade é finita. Dependendo do número de chamadas a efectuar num dado local, assim haverá mais ou menos estações base nesse local. É por este motivo que nos centros urbanos, caracterizados por um maior número de utilizadores, existem mais estações base do que nos meios rurais.
Sérgio Garcia
As estações base não são mais que um conjunto de diversos equipamentos que trocam informação com os terminais móveis. De entre os equipamentos que constituem uma estação base, os mais visíveis são as antenas (apenas uma ou várias) e o mastro de suporte. É muito importante diferenciar estes dois elementos (Figura ), uma vez que só as antenas emitem radiação activamente.
As estações base distribuem-se geograficamente segundo uma rede de forma mais ou menos regular, ao contrário do que acontece por exemplo com a distribuição das antenas de difusão de rádio e televisão. Isto acontece porque os sistemas de comunicações móveis são bidireccionais, ou seja, o terminal móvel para além de receber informação da estação base também transmite sinais no sentido inverso. Assim, e como a capacidade de alcance do terminal móvel é limitada, as estações base têm de estar distribuídas regularmente para garantir que em qualquer local seja possível comunicar; por outras palavras, para garantir aquilo que em linguagem técnica se designa por “cobertura” de um dado local. Esta situação é semelhante ao sistema de iluminação pública, em que os postes de iluminação estão distribuídos de uma forma regular de modo a garantir que cada local seja devidamente iluminado.
Cada estação base é capaz de estabelecer ligação com um número limitado de terminais móveis, dizendo-se portanto que a sua capacidade é finita. Dependendo do número de chamadas a efectuar num dado local, assim haverá mais ou menos estações base nesse local. É por este motivo que nos centros urbanos, caracterizados por um maior número de utilizadores, existem mais estações base do que nos meios rurais.
Sérgio Garcia
Como se mede a Radiação?
Existem procedimentos aceites a nível internacional para avaliar os níveis de radiação electromagnética num determinado local, com recurso a sondas preparadas para medir os valores de campo eléctrico, campo magnético ou densidade de potência. Na Figura, representa-se uma sonda tipicamente usada nas medidas de radiação.De acordo com os procedimentos referidos, começam-se por medir os níveis de radiação no local em análise usando uma sonda sensível à radiofrequência, numa gama muito larga de frequências (tipicamente de 100 kHz a 3 000 MHz). Se os níveis de radiação medidos estiverem abaixo dos limites de referência, então conclui-se que no local analisado não há perigo de exposição à radiação. Se pelo contrário, os valores medidos estiverem acima dos limites de referência, então é necessário proceder a uma investigação detalhada em frequência para averiguar qual a contribuição de cada fonte de emissão para o nível de campo total.
Figura
Sérgio Garcia
Quais os limites de radiação em Portugal?
Em Portugal, o ICP-ANACOM é o responsável por verificar se os limites de segurança são respeitados por todas as infraestruturas de telecomunicações. Para a protecção do público em geral, foi adoptada a recomendação do Conselho de Ministros da União Europeia sobre esta matéria, na qual se consideram como adequados os limites estabelecidos pelo CENELEC para as áreas públicas (Figura 6), que por sua vez correspondem aos limites do ICNIRP. Note-se que estes limites não se aplicam ao público portador de dispositivos médicos (próteses auditivas, pacemakers, desfibriladores cardíacos, e outros), pois podem ocorrer problemas de interferência electromagnética quando expostos à radiação, ainda que abaixo dos limites de referência. Para este tipo de público existem recomendações específicas tratadas no quadro da legislação referente à compatibilidade electromagnética e aos dispositivos médicos.
Sérgio Garcia
Sérgio Garcia
Os Limites de Referência da radiação
Uma vez que a radiação de radiofrequência penetra no organismo, o parâmetro SAR tem de ser medido no seu interior, o que torna esta medição bastante difícil de efectuar na prática. Assim, estabelecem-se também limites para algumas grandezas electromagnéticas, como a densidade de potência e intensidades de campo eléctrico e magnético, facilmente mensuráveis no exterior do organismo. Estes limites designam-se por limites de referência.
Os Limites sob a forma gráfica:
Os limites de referência representados na Figura são os adoptados pelo CENELEC para os casos de exposição em áreas públicas e em ambiente de trabalho. É de referir que os limites para as áreas públicas correspondem a valores que estão 50 vezes abaixo dos limiares a partir dos quais começaram a ser detectados efeitos; por outro lado, os limites para ambientes de trabalho pressupõem que os trabalhadores tomam as necessárias medidas de precaução, daí os seus valores serem mais elevados.
Figura
Sérgio Garcia
O que são os Limites de Segurança da exposição a radiação?
Os limites de segurança surgem para responder à pergunta: quando é que os efeitos biológicos provocados pela absorção de radiação se tornam prejudiciais à saúde? Desta forma, pode-se dizer que os limites de segurança estabelecem valores máximos permissíveis para os níveis de radiação absorvidos pelo corpo humano.
Os limites de segurança são estabelecidos por vários organismos internacionais (como por exemplo, ICNIRP, IEEE, CENELEC, FCC, etc.) baseados nos mais diversos estudos. Estes limites são adoptados pelos diversos países, e são as autoridades competentes de cada país que têm a obrigação de fiscalizar o seu cumprimento.
Acompanhando o conhecimento científico actual, o estabelecimento dos limites de segurança baseia-se na procura dos valores mínimos a partir dos quais começam a surgir efeitos biológicos adversos à saúde, independentemente do mecanismo que os gera. Actualmente, o único mecanismo confirmado como potencial gerador de efeitos prejudiciais à saúde resultantes da exposição à radiação de radiofrequência é o aquecimento dos tecidos biológicos. É portanto com base nesse mecanismo que são estabelecidos os limites de segurança na banda das radiofrequências. No entanto, discute-se actualmente se esta é a abordagem adequada, uma vez que existe a possibilidade da ocorrência de efeitos não-térmicos e efeitos a longo prazo que podem ser adversos para a saúde.
Como se quantifica a Radiação absorvida pelo corpo?
Para caracterizar a radiação absorvida pelo corpo, é necessário encontrar um parâmetro de medida adequado. Para a radiação de radiofrequência, o parâmetro utilizado é a taxa de absorção específica (SAR, em inglês) que representa a taxa a que a energia electromagnética é absorvida por uma unidade de massa de tecido. A unidade da SAR é o Watt por quilograma de tecido exposto [W/kg].
Assim, para a radiação de radiofrequência, os limites de segurança são estabelecidos para o parâmetro SAR.
Sérgio Garcia
Radiações Ionizantes ou Não-Ionizantes?
A matéria é formada por átomos, e por combinações de átomos chamadas moléculas. O processo pelo qual um átomo ou uma molécula perde um electrão designa-se por ionização. A ionização não ocorre de uma forma espontânea, isto é, para que ela ocorra é necessária a interacção da molécula ou do átomo com radiação caracterizada por fotões com níveis de energia altos. Os raios X e os raios gama são exemplos de radiação ionizante (capaz de causar ionização). Este tipo de radiação pode produzir alterações moleculares, que por sua vez podem causar danos no tecido biológico, incluindo efeitos a nível genético.
Os fotões associados à radiação de radiofrequência não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas, pelo que a radiação de radiofrequência se diz não-ionizante, tal como acontece com a luz visível, infravermelhos e outras formas de radiação electromagnética com frequência relativamente baixa.
É muito importante não confundir os termos ionizante e não-ionizante, uma vez que os mecanismos de interacção com o corpo humano são bastante diferentes.
Sérgio Garcia
Os fotões associados à radiação de radiofrequência não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas, pelo que a radiação de radiofrequência se diz não-ionizante, tal como acontece com a luz visível, infravermelhos e outras formas de radiação electromagnética com frequência relativamente baixa.
É muito importante não confundir os termos ionizante e não-ionizante, uma vez que os mecanismos de interacção com o corpo humano são bastante diferentes.
Sérgio Garcia
Parte de Investigação - Analisador de Espectros Electromagnéticos
Estando inseridos no projecto MEDEA, recebemos da Sociedade Portuguesa de Física (SPF) um analisador do espectros electromagnéticos, com o qual vamos medir os níveis de campos electromagnéticos e da radiação em diversos locais do nosso quotidiano e junto de aparelhos eléctricos bem como de cicuitos eléctricos. Nesta aula tivemos um primeiro contacto com este aparelho. Consultamos o manual de instruções deste aparelho na página do pojecto MEDEA http://www.spf.pt/medea/, para assim ficarmos a saber o modo como iremos operá-lo. Devido à extensão do documento (61 páginas) não terminámos a sua análise na aula, tendo como prespectiva que saibamos operar com o aparelho ainda durante esta semana. O livro de instruções pode ser obtido no seguinte link: http://www.spf.pt/medea/equipamento.pdf. O aparelho referido tem o seguinte aspeto:
José Marques
Radiações electromagnéticas, não tão perigosas como pensado!!
Em resultado das reconhecidas vantagens associadas ao uso do telemóvel e face à crescente adesão da população a este equipamento, assistiu-se à profusão das antenas de estações base, indispensáveis a uma boa cobertura da área de serviço e à sua adequada utilização. Em paralelo, tem-se verificado preocupação e receio por parte da população no que respeita às possíveis influências das radiações electromagnéticas, particularmente de pessoas que residem perto dos locais onde estão instaladas estações base.
No entanto, os maiores problemas associados ao funcionamento dos sistemas de comunicações móveis dizem essencialmente respeito à “percepção do risco” pela população (isto é, ao modo como a população interpreta o risco) e não tanto ao “risco” em si mesmo.
De um modo geral, os níveis de exposição do público às radiações provenientes de estações base são muito inferiores aos níveis de referência constantes da Recomendação do Conselho nº 1999/519/CE, de 12 de Julho, adoptados em Portugal através da Portaria nº 1421/2004, de 23 de Novembro, sendo considerados insignificantes quando comparados com a exposição aos próprios telemóveis. Esses níveis são inferiores aos que estão associados ao funcionamento das estações de radiodifusão sonora e auditiva. Não são conhecidos efeitos prejudiciais à saúde para valores abaixo dos níveis de referência estabelecidos e legalmente definidos.
Face aos conhecimentos científicos actuais e de acordo com os resultados de numerosos estudos epidemiológicos desenvolvidos até ao momento, não foi identificado qualquer risco para a saúde das populações (mesmo em idosos, grávidas e crianças) que habitam nas proximidades de estações base, onde os níveis de exposição atingem somente uma pequena fracção dos valores recomendados.Têm ocorrido manifestações individuais de sintomas (ex. dores de cabeça, cansaço, tonturas), para os quais até ao momento não se estabeleceu qualquer relação com a exposição aos campos electromagnéticos.
Não existe perigo de interferência electromagnética das radiações provenientes de estações base com o normal funcionamento de dispositivos médicos tais como pacemakers ou próteses metálicas.
O principal risco associado ao uso do telemóvel é o de acidente pela sua utilização durante a condução, que pode aumentar em cerca de 4 vezes. Com efeito, os estudos epidemiológicos já realizados demonstraram uma forte associação causal entre a utilização de um telemóvel durante a condução automóvel e o aumento do número de acidentes de viação, embora tal efeito não esteja relacionado com os campos electromagnéticos gerados, mas sim com a dispersão da atenção.
Quanto aos riscos para a saúde associados à exposição decorrente da utilização do telemóvel, muitos estudos têm sido realizados; no entanto, até à data nenhum estudo permitiu concluir sem qualquer dúvida a associação entre a utilização do telemóvel e efeitos prejudiciais na saúde. Para reduzir a exposição aconselha-se a utilização de um sistema kit mãos livres ou a redução da duração das chamadas. A utilização de um auricular ou de um dispositivo Bluetooth, pelo facto de afastar o telemóvel da cabeça durante a conversação, é um acessório útil e apresenta características preventivas. Nesta situação, a zona mais exposta do organismo humano será aquela que se encontra mais próxima do telemóvel.
Relativamente às crianças, a exposição ao telemóvel tem início mais precocemente em comparação com um adulto de hoje e tem vindo a aumentar. Por este motivo, devem os pais ponderar entre os benefícios e as desvantagens associados a essa utilização.Recomenda-se ainda que as pessoas portadoras de diferentes implantes electrónicos (ex. pacemakers) transportem o telemóvel afastado cerca de 15 cm do seu implante e o utilizem no lado oposto quando efectuam uma chamada.
Não se aconselha também a utilização de telemóveis nas unidades de saúde, em áreas onde existem equipamentos médicos susceptíveis de sofrer interferências electromagnéticas, uma vez que o desempenho destes equipamentos poderá ser afectado pela existência de campos electromagnéticos de fontes de radiações não ionizantes.
No entanto, os maiores problemas associados ao funcionamento dos sistemas de comunicações móveis dizem essencialmente respeito à “percepção do risco” pela população (isto é, ao modo como a população interpreta o risco) e não tanto ao “risco” em si mesmo.
De um modo geral, os níveis de exposição do público às radiações provenientes de estações base são muito inferiores aos níveis de referência constantes da Recomendação do Conselho nº 1999/519/CE, de 12 de Julho, adoptados em Portugal através da Portaria nº 1421/2004, de 23 de Novembro, sendo considerados insignificantes quando comparados com a exposição aos próprios telemóveis. Esses níveis são inferiores aos que estão associados ao funcionamento das estações de radiodifusão sonora e auditiva. Não são conhecidos efeitos prejudiciais à saúde para valores abaixo dos níveis de referência estabelecidos e legalmente definidos.
Face aos conhecimentos científicos actuais e de acordo com os resultados de numerosos estudos epidemiológicos desenvolvidos até ao momento, não foi identificado qualquer risco para a saúde das populações (mesmo em idosos, grávidas e crianças) que habitam nas proximidades de estações base, onde os níveis de exposição atingem somente uma pequena fracção dos valores recomendados.Têm ocorrido manifestações individuais de sintomas (ex. dores de cabeça, cansaço, tonturas), para os quais até ao momento não se estabeleceu qualquer relação com a exposição aos campos electromagnéticos.
Não existe perigo de interferência electromagnética das radiações provenientes de estações base com o normal funcionamento de dispositivos médicos tais como pacemakers ou próteses metálicas.
O principal risco associado ao uso do telemóvel é o de acidente pela sua utilização durante a condução, que pode aumentar em cerca de 4 vezes. Com efeito, os estudos epidemiológicos já realizados demonstraram uma forte associação causal entre a utilização de um telemóvel durante a condução automóvel e o aumento do número de acidentes de viação, embora tal efeito não esteja relacionado com os campos electromagnéticos gerados, mas sim com a dispersão da atenção.
Quanto aos riscos para a saúde associados à exposição decorrente da utilização do telemóvel, muitos estudos têm sido realizados; no entanto, até à data nenhum estudo permitiu concluir sem qualquer dúvida a associação entre a utilização do telemóvel e efeitos prejudiciais na saúde. Para reduzir a exposição aconselha-se a utilização de um sistema kit mãos livres ou a redução da duração das chamadas. A utilização de um auricular ou de um dispositivo Bluetooth, pelo facto de afastar o telemóvel da cabeça durante a conversação, é um acessório útil e apresenta características preventivas. Nesta situação, a zona mais exposta do organismo humano será aquela que se encontra mais próxima do telemóvel.
Relativamente às crianças, a exposição ao telemóvel tem início mais precocemente em comparação com um adulto de hoje e tem vindo a aumentar. Por este motivo, devem os pais ponderar entre os benefícios e as desvantagens associados a essa utilização.Recomenda-se ainda que as pessoas portadoras de diferentes implantes electrónicos (ex. pacemakers) transportem o telemóvel afastado cerca de 15 cm do seu implante e o utilizem no lado oposto quando efectuam uma chamada.
Não se aconselha também a utilização de telemóveis nas unidades de saúde, em áreas onde existem equipamentos médicos susceptíveis de sofrer interferências electromagnéticas, uma vez que o desempenho destes equipamentos poderá ser afectado pela existência de campos electromagnéticos de fontes de radiações não ionizantes.
Para mais Informação Avançada
(Adaptação do texto “Radiações e Saúde” produzido pela Direcção-Geral da Saúde, em 20 de Dezembro de 2007.)
Sérgio Garcia
Sérgio Garcia
Tipos de radiações
A radiação é uma forma de transmissão de energia à distância, que tem lugar de duas maneiras diferentes, quer por meio de pequenas partículas que se deslocam a grande velocidade, quer por ondas de natureza electromagnética semelhantes à luz. Os estudos efectuados sobre as radiações emitidas por elementos radioactivos permitiram identificar três tipos, a que se deram os nomes de alfa, beta e gama, que correspondem às três primeiras letras do alfabeto grego.
A radiação alfa consiste em partículas positivas que não penetram para lá da superfície da pele e que são travadas por completo por uma folha de papel. Na realidade, deveríamos falar de partículas alfa.
A radiação beta consiste em electrões ou partículas negativas. É mais penetrante do que as radiações alfa e pode penetrar de um a dois centímetros nos tecidos humanos. Para travá-la, basta uma folha de alumínio de poucos miliímetros de espessura.
A radiação gama é uma onda electromagnética da mesma natureza que a luz ou que os raios X, mas transporta muito mais energia. É muito penetrante, podendo atravessar o corpo humano de um lado ao outro e é praticamente absorvida por uma camada de betão com um metro de espessura.
Luís Geraldes
terça-feira, 13 de janeiro de 2009
Parte Experimental - Experiência do Mergulhador Magnético
Uma das actividades desenvolvidas durante a aula de hoje foi a continuação da realização da experiência do "Mergulhador Magnético".
Esta experiência tem como objectico principal provar que se cria um campo magnético num solenóide, através de passagem de corrente eléctrica.
O solenóide está enrolado à volta de um tubo com água, onde está a boiar um prego pregado num pedaço de cortiça, como na montagem seguinte:
O que pretendemos observar nesta actividade é que a força magnética exercida no prego (que é um material ferromagnético, por isso sofre acção de campos magnéticos) mais o peso, "vençam" a impulsão e assim o conjunto prego+cortiça mergulhe na água. Assim comprovaríamos, experimentalmente, que no interior do solenóide, quando passa corrente, se cria um campo magnético.
A principal dificuldade nesta experiência, foi como criar um campo magnético suficientmente forte para que o conjunto prego+cortiça mergulhasse. Para conseguirmos um campo magnético com essa intensidade, além do raio reduzido que deve ter o recipiente onde está a boiar o conjunto prego+cortiça (para isso usamos uma proveta), a intensidade da corrente que passa no condutor deve ser elevada, superior a cerca de 10 Ampéres. Segundo a Lei de Ohm, a Intensidade de corrente que passa num condutor é dada pelo quociente entre a difrença de potencial (U) e a resistência do circuito (R). Sabendo que a fonte de alimentação que estamos a utilizar tem uma potência definida, para aumentar a intensidade devemos diminuir a resistência do circuito. A resistência além do tipo de material (usamos o cobre por ser um bom condutor), é directamente proporcional ao tamanho do fio condutor e inversamente proporcional à secção transversal do fio condutor. Para diminuir a resistência devemos portanto usar um fio condutor curto e com uma secção tranversal elevada, ou seja, utilizar um fio grosso. Assim conseguimos aumentar o valor do campo magnético criado e consequentemente a força exercida no prego.
Nesta aula utilizámos uma fonte de aimentação de 40W e um enrolamento cujo valor da resistência era de 0,7 Ohm. Ao ligar o circuito notou-se um pequeno movimento do conjunto prego+cortiça. Para melhorar a experiência iremos utilizar na próxima aula um fio de cobre, mais curto e mais grosso. Assim esperamos atingir o objectivo desta actividade.
Esta experiência tem como objectico principal provar que se cria um campo magnético num solenóide, através de passagem de corrente eléctrica.
O solenóide está enrolado à volta de um tubo com água, onde está a boiar um prego pregado num pedaço de cortiça, como na montagem seguinte:
O que pretendemos observar nesta actividade é que a força magnética exercida no prego (que é um material ferromagnético, por isso sofre acção de campos magnéticos) mais o peso, "vençam" a impulsão e assim o conjunto prego+cortiça mergulhe na água. Assim comprovaríamos, experimentalmente, que no interior do solenóide, quando passa corrente, se cria um campo magnético.
A principal dificuldade nesta experiência, foi como criar um campo magnético suficientmente forte para que o conjunto prego+cortiça mergulhasse. Para conseguirmos um campo magnético com essa intensidade, além do raio reduzido que deve ter o recipiente onde está a boiar o conjunto prego+cortiça (para isso usamos uma proveta), a intensidade da corrente que passa no condutor deve ser elevada, superior a cerca de 10 Ampéres. Segundo a Lei de Ohm, a Intensidade de corrente que passa num condutor é dada pelo quociente entre a difrença de potencial (U) e a resistência do circuito (R). Sabendo que a fonte de alimentação que estamos a utilizar tem uma potência definida, para aumentar a intensidade devemos diminuir a resistência do circuito. A resistência além do tipo de material (usamos o cobre por ser um bom condutor), é directamente proporcional ao tamanho do fio condutor e inversamente proporcional à secção transversal do fio condutor. Para diminuir a resistência devemos portanto usar um fio condutor curto e com uma secção tranversal elevada, ou seja, utilizar um fio grosso. Assim conseguimos aumentar o valor do campo magnético criado e consequentemente a força exercida no prego.
Nesta aula utilizámos uma fonte de aimentação de 40W e um enrolamento cujo valor da resistência era de 0,7 Ohm. Ao ligar o circuito notou-se um pequeno movimento do conjunto prego+cortiça. Para melhorar a experiência iremos utilizar na próxima aula um fio de cobre, mais curto e mais grosso. Assim esperamos atingir o objectivo desta actividade.
Diário de Bordo 13/01/09
Hoje recebemos finalmente o aparelho que mede os níveis de radiações electromagnética. Analisámos o manual de instruções do aparelho recebido. A partir de agora já poderemos medir os níveis de radiação em certos locais da nossa zona. Fizémos algumas alterações no blogue, e tentámos realizar a experiência "Mergulhador Magnético", visualizando um pequeno movimento, aprendendo também como melhorar a execução da experiência.
sábado, 10 de janeiro de 2009
Gaiola de Faraday
Como postei anteriormente o campo eléctrico dentro de um condutor em equilíbrio electrostático é nulo.
Um facto também explicado por este fenómeno é os choques que por vezes se apanham ao tocar num carro. Durante uma viagem, a fricção do vento nos chassis do carro provocam a sua electrização. Contudo não apanhamos choques, enquanto estivermos dentro do carro, porque as cargas se distribuem à superfície. No entanto ao sair, se tocarmos com uma mão nos chassis apanhamos um pequeno choque porque fazemos uma ligação à terra e o carro descarrega-se (não a bateria mas, liberta as cargas eléctricas que se acumulavam à sua superfície). É também por este facto que durante uma trovoada se deve permanecer dentro dos carros no caso de se estar em viagem. O sistema da gaiola de Faraday foi adoptado para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade colocados no seu interior. Também serve para garantir a segurança de instalações perigosas como paióis e locais de preparação de explosivos. A protecção de edifícios contra descargas atmosféricas é outra aplicação da gaiola. Devido a esta função de protecção, a gaiola também é conhecida como ecrã electrostático. Como podemos verificar no seguinte vídeo o campo eléctrico no interior da gaiola é nulo e por isso o homem não sofre nenhuma descarga eléctrica.
José Marques
http://www.para-raio.com.br/modules.php?name=News&file=article&sid=42
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gaiola_de_faraday
Um facto também explicado por este fenómeno é os choques que por vezes se apanham ao tocar num carro. Durante uma viagem, a fricção do vento nos chassis do carro provocam a sua electrização. Contudo não apanhamos choques, enquanto estivermos dentro do carro, porque as cargas se distribuem à superfície. No entanto ao sair, se tocarmos com uma mão nos chassis apanhamos um pequeno choque porque fazemos uma ligação à terra e o carro descarrega-se (não a bateria mas, liberta as cargas eléctricas que se acumulavam à sua superfície). É também por este facto que durante uma trovoada se deve permanecer dentro dos carros no caso de se estar em viagem. O sistema da gaiola de Faraday foi adoptado para proteger instrumentos e aparelhos de grande sensibilidade colocados no seu interior. Também serve para garantir a segurança de instalações perigosas como paióis e locais de preparação de explosivos. A protecção de edifícios contra descargas atmosféricas é outra aplicação da gaiola. Devido a esta função de protecção, a gaiola também é conhecida como ecrã electrostático. Como podemos verificar no seguinte vídeo o campo eléctrico no interior da gaiola é nulo e por isso o homem não sofre nenhuma descarga eléctrica.
José Marques
http://www.para-raio.com.br/modules.php?name=News&file=article&sid=42
http://pt.wikipedia.org/wiki/Gaiola_de_faraday
Impactos das Linhas de Alta Tensão na saúde
Existem campos electromagnéticos (CEM), em torno de nós na maior parte do tempo, um pouco por todo o lado.
Linhas eléctricas, cabos nos edifícios e aparelhos eléctricos geram
"Extremely Low Frequencies" (ELF), nos campos electromagnéticos.
Podem tais campos "ELF" causar cancro, leucemia ou outros efeitos para a saúde?
Cientistas de todo o Mundo, tendo em conta a preocupação de milhões de pessoas em saber se as Linhas de Alta Tensão provocariam cancro, leucemia, ou outras doenças, decidiram fazer um estudo, com o objectivo de responder a essa questão.
Fizeram a experiencia com animais, e tiraram a conclusão que as Linhas de Alta Tensão NÃO provocam o cancro em animais de laboratório.
Pelo contrário, outros estudos, demonstram que há um aumento de leucemia na infância, quando as crianças estão expostas a campos magnéticos relativamente fortes nas suas casas.
A questão, se os campos electromagnéticos, particularmente os intensos, têm efeitos fisiológicos graves é ainda hoje uma dúvida entre a comunidade científica e objecto de estudo e pesquisa.
Por: André Fernandes
Fonte: http://www.greenfacts.org/en/power-lines/&prev=/search%3Fq%3Dhigh%2Btension%2Blines%26hl%3Dpt-PT&usg=ALkJrhgw6_qm9Mq_qvb0spnPp1ieHgIMlw#3
Linhas eléctricas, cabos nos edifícios e aparelhos eléctricos geram
"Extremely Low Frequencies" (ELF), nos campos electromagnéticos.
Podem tais campos "ELF" causar cancro, leucemia ou outros efeitos para a saúde?
Cientistas de todo o Mundo, tendo em conta a preocupação de milhões de pessoas em saber se as Linhas de Alta Tensão provocariam cancro, leucemia, ou outras doenças, decidiram fazer um estudo, com o objectivo de responder a essa questão.
Fizeram a experiencia com animais, e tiraram a conclusão que as Linhas de Alta Tensão NÃO provocam o cancro em animais de laboratório.
Pelo contrário, outros estudos, demonstram que há um aumento de leucemia na infância, quando as crianças estão expostas a campos magnéticos relativamente fortes nas suas casas.
A questão, se os campos electromagnéticos, particularmente os intensos, têm efeitos fisiológicos graves é ainda hoje uma dúvida entre a comunidade científica e objecto de estudo e pesquisa.
Por: André Fernandes
Fonte: http://www.greenfacts.org/en/power-lines/&prev=/search%3Fq%3Dhigh%2Btension%2Blines%26hl%3Dpt-PT&usg=ALkJrhgw6_qm9Mq_qvb0spnPp1ieHgIMlw#3
Linhas de Alta Tensão perto de Casas?
Com certeza já se deve ter questionado, porque razão, tantas pessoas, não só em Portugal como no resto do mundo, preferem comprar casa perto das Linhas de Alta Tensão. Não será arriscado?
Foram feitos vários estudos, e curiosamente, foi descoberto o facto, de que um simples telemóvel, provoca um maior impacto na nossa saúde, do que as Linhas de Alta Tensão.
Por outro lado, as Linhas de Alta Tensão, também têm potencial risco para a saúde dos habitantes que se situam perto delas e é aconselhável a serem plantadas àrvores perto das habitações que ficam ao pé destas Linhas. Este facto deve-se simplesmente a que desta forma, as àrvores iram tapar a vista para as Linhas de Alta Tensão e também irão tornar menos perigosos, os riscos derivados das Linhas.
Por: André Fernandes
Fonte: http://www.trulia.com/voices/Home_Buying/high_tension_lines_over_homes_issues_-15223--
Foram feitos vários estudos, e curiosamente, foi descoberto o facto, de que um simples telemóvel, provoca um maior impacto na nossa saúde, do que as Linhas de Alta Tensão.
Por outro lado, as Linhas de Alta Tensão, também têm potencial risco para a saúde dos habitantes que se situam perto delas e é aconselhável a serem plantadas àrvores perto das habitações que ficam ao pé destas Linhas. Este facto deve-se simplesmente a que desta forma, as àrvores iram tapar a vista para as Linhas de Alta Tensão e também irão tornar menos perigosos, os riscos derivados das Linhas.
Por: André Fernandes
Fonte: http://www.trulia.com/voices/Home_Buying/high_tension_lines_over_homes_issues_-15223--
Electromagnetismo - Campo Eléctrico
Os fenómenos eléctricos são conhecidos e despertam curiosidade desde a Antiguidade. Cerca de 400 anos a.C., os gregos sabiam que quando se friccionava âmbar, este atraía pequenas espigas de palha.
No século XVI, William Gilbert observou que a interacção eléctrica podia ser atractiva ou repulsiva.
Em 1726, um estudante de Newton, Stephen Gray, comprovou que a electricidade produzida ao esfregar um objecto podia viajar por um fio de cânhamo. No entanto, os fenómenos eléctricos só foram descritos formalmente em meados do século XVIII, nomeadamente por Charles Coulomb em França e por Galvani e Volta em Itália, com o apoio do mecenato.
Em 1752, Benjamin Franklin efectuou uma famosa experiência, num dia de tempestade, ao usar um papagaio, para transportar uma chave metálica elevando-a pelos ares e permitindo assim que o relâmpago a atravessasse. Provou, desta forma, que a chave, como substância condutora, atrai o relâmpago, revelando que este é uma substância electrizada (o relâmpago é de facto feito de ar electrizado hoje conhecido como plasma). Essa experiência levou-o a desenvolver vários termos que ainda hoje se usam quando se fala em electricidade.
Os corpos podem ser electrizados por interacção com outros corpos. A electrização pode dar-se por influência ou por contacto. Um corpo pode ceder electrões quando friccionado num corpo de um dado material, mas receber electrões se for friccionado num corpo de outro material. Os materiais aparecem ordenados pela sua facilidade em receber electrões (electroafinidade) na chamada série triboeléctrica.
A força electrostática é a força exercida por uma carga (ou um corpo carregado) sobre outra(o), e foi estudada por Charles Coulomb. Este cientista concluiu que a força electrostática entre duas cargas diminui com a distância entre elas e é tanto maior quanto maior for o valor das cargas. Este cientista francês descobriu também que se as cargas forem ambas positivas ou ambas negativas a força entre elas é repulsiva, contudo se tiverem sinais opostos a força é atractiva. Coulomb descobriu também que havia ainda outro factor que influenciava essa força, o meio em que as cargas estavam. A grandeza que influencia a força consoante o tipo de meio chama-se permitividade eléctrica. Estudos posteriores vieram mais uma vez demonstrar a interacção entre fenómenos eléctricos e magnéticos, visto que esta grandeza se relaciona com outra grandeza, a permeabilidade magnética, sendo que o valor desta é determinado também pelo tipo de meio, nomeadamente pelas suas características magnéticas.
Um campo eléctrico é o campo de força provocado por cargas eléctricas (electrões, protões ou iões) ou por um sistema de cargas. Um condutor electrizado e um campo magnético variável originam um campo eléctrico, que é uma perturbação do espaço. Para se determinar a presença de um campo eléctrico num meio, coloca-se um corpo carregado no meio, se ele sofrer influência de uma força eléctrica então existe um campo eléctrico naquela região do espaço. O campo eléctrico num ponto não depende da carga que lá é colocada, depende apenas da carga que lhe dá origem. O campo eléctrico é divergente nas cargas positivas e convergente nas cargas negativas. As linhas de campo eléctrico são abertas. Se quisermos saber qual o valor da força exercida por uma carga num campo eléctrico multiplicamos o valor de campo eléctrico nesse ponto pelo valor da carga.
Tanto o Campo eléctrico ), cuja unidade é V/m (Volt por metro) como a Força Electrostática são grandezas vectoriais.
Os campos eléctricos podem visualizar-se realizando experiências em que se obtêm os espectros eléctricos.
O campo eléctrico é estudado em situações características que apresentam determinadas propriedades. Vou referir duas situações: Campo Eléctrico Uniforme e Campo Eléctrico no interior e no exterior de um condutor em equilíbrio electrostático.
O Campo Eléctrico pode ser uniforme numa dada região do espaço, se tiver o mesmo módulo, direcção e sentido em todos os pontos. Para criar um campo eléctrico deste tipo basta carregar duas placas metálicas com cargas +Q e –Q e aproximá-las uma da outra, sendo a distância entre elas pequena comparada com o seu comprimento e largura. Este dispositivo chama-se condensador.
Quando um condutor está carregado (positiva ou negativamente) as suas cargas tendem a ficar as mais afastadas possíveis umas das outras, para que a repulsão entre elas seja mínima. Para isso distribuem-se sobre a superfície do condutor, ficando em equilíbrio electrostático (as cargas não se movem, estão estáticas). Portanto o campo eléctrico no interior de um condutor em equilíbrio electrostático é nulo. Devido a este facto um pássaro permanece dentro de uma gaiola electrificada sem levar nenhuma descarga eléctrica. Podemos, assim proteger aparelhos em relação a campos eléctricos (criar uma blindagem electrostática), envolvendo-os com uma capa metálica, por exemplo uma folha de alumínio, ou colocando-os no interior de uma rede metálica, a chamada Gaiola de Faraday.
Além disso, se no interior de um corpo em equilíbrio electrostático o campo eléctrico é nulo, no exterior, se se tratar de uma esfera carregada o campo eléctrico é idêntico ao que seria carregado por uma carga pontual de valor igual à carga da esfera. Se a superfície do condutor tiver uma forma irregular, no exterior as linhas de campo eléctrico terão uma distribuição mais complexa.
José Marques
Bibliografia e Webgrafia:
- 12F; VENTURA, Graça, FIOLHAIS, Manuel, FIOLHAIS, Carlos, PAIXÃO, António; Texto Editores
- Electromagnetismo Ondulatória; ROBORTELLA, José, FIHO, Avelino, OLIVEIRA, Edson; Editora Ática
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Coulomb
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Linhas_de_for%C3%A7a
- http://www.infoescola.com/fisica/campo-eletrico/
- http://www.efeitojoule.com/2008/09/lei-de-coulomb.html
- http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=296&ordem=0
- http://www.novafisica.net/conteudo/cont-3-corrente2.htm
No século XVI, William Gilbert observou que a interacção eléctrica podia ser atractiva ou repulsiva.
Em 1726, um estudante de Newton, Stephen Gray, comprovou que a electricidade produzida ao esfregar um objecto podia viajar por um fio de cânhamo. No entanto, os fenómenos eléctricos só foram descritos formalmente em meados do século XVIII, nomeadamente por Charles Coulomb em França e por Galvani e Volta em Itália, com o apoio do mecenato.
Em 1752, Benjamin Franklin efectuou uma famosa experiência, num dia de tempestade, ao usar um papagaio, para transportar uma chave metálica elevando-a pelos ares e permitindo assim que o relâmpago a atravessasse. Provou, desta forma, que a chave, como substância condutora, atrai o relâmpago, revelando que este é uma substância electrizada (o relâmpago é de facto feito de ar electrizado hoje conhecido como plasma). Essa experiência levou-o a desenvolver vários termos que ainda hoje se usam quando se fala em electricidade.
Os corpos podem ser electrizados por interacção com outros corpos. A electrização pode dar-se por influência ou por contacto. Um corpo pode ceder electrões quando friccionado num corpo de um dado material, mas receber electrões se for friccionado num corpo de outro material. Os materiais aparecem ordenados pela sua facilidade em receber electrões (electroafinidade) na chamada série triboeléctrica.
A força electrostática é a força exercida por uma carga (ou um corpo carregado) sobre outra(o), e foi estudada por Charles Coulomb. Este cientista concluiu que a força electrostática entre duas cargas diminui com a distância entre elas e é tanto maior quanto maior for o valor das cargas. Este cientista francês descobriu também que se as cargas forem ambas positivas ou ambas negativas a força entre elas é repulsiva, contudo se tiverem sinais opostos a força é atractiva. Coulomb descobriu também que havia ainda outro factor que influenciava essa força, o meio em que as cargas estavam. A grandeza que influencia a força consoante o tipo de meio chama-se permitividade eléctrica. Estudos posteriores vieram mais uma vez demonstrar a interacção entre fenómenos eléctricos e magnéticos, visto que esta grandeza se relaciona com outra grandeza, a permeabilidade magnética, sendo que o valor desta é determinado também pelo tipo de meio, nomeadamente pelas suas características magnéticas.
Um campo eléctrico é o campo de força provocado por cargas eléctricas (electrões, protões ou iões) ou por um sistema de cargas. Um condutor electrizado e um campo magnético variável originam um campo eléctrico, que é uma perturbação do espaço. Para se determinar a presença de um campo eléctrico num meio, coloca-se um corpo carregado no meio, se ele sofrer influência de uma força eléctrica então existe um campo eléctrico naquela região do espaço. O campo eléctrico num ponto não depende da carga que lá é colocada, depende apenas da carga que lhe dá origem. O campo eléctrico é divergente nas cargas positivas e convergente nas cargas negativas. As linhas de campo eléctrico são abertas. Se quisermos saber qual o valor da força exercida por uma carga num campo eléctrico multiplicamos o valor de campo eléctrico nesse ponto pelo valor da carga.
Tanto o Campo eléctrico ), cuja unidade é V/m (Volt por metro) como a Força Electrostática são grandezas vectoriais.
Os campos eléctricos podem visualizar-se realizando experiências em que se obtêm os espectros eléctricos.
O campo eléctrico é estudado em situações características que apresentam determinadas propriedades. Vou referir duas situações: Campo Eléctrico Uniforme e Campo Eléctrico no interior e no exterior de um condutor em equilíbrio electrostático.
O Campo Eléctrico pode ser uniforme numa dada região do espaço, se tiver o mesmo módulo, direcção e sentido em todos os pontos. Para criar um campo eléctrico deste tipo basta carregar duas placas metálicas com cargas +Q e –Q e aproximá-las uma da outra, sendo a distância entre elas pequena comparada com o seu comprimento e largura. Este dispositivo chama-se condensador.
Quando um condutor está carregado (positiva ou negativamente) as suas cargas tendem a ficar as mais afastadas possíveis umas das outras, para que a repulsão entre elas seja mínima. Para isso distribuem-se sobre a superfície do condutor, ficando em equilíbrio electrostático (as cargas não se movem, estão estáticas). Portanto o campo eléctrico no interior de um condutor em equilíbrio electrostático é nulo. Devido a este facto um pássaro permanece dentro de uma gaiola electrificada sem levar nenhuma descarga eléctrica. Podemos, assim proteger aparelhos em relação a campos eléctricos (criar uma blindagem electrostática), envolvendo-os com uma capa metálica, por exemplo uma folha de alumínio, ou colocando-os no interior de uma rede metálica, a chamada Gaiola de Faraday.
Além disso, se no interior de um corpo em equilíbrio electrostático o campo eléctrico é nulo, no exterior, se se tratar de uma esfera carregada o campo eléctrico é idêntico ao que seria carregado por uma carga pontual de valor igual à carga da esfera. Se a superfície do condutor tiver uma forma irregular, no exterior as linhas de campo eléctrico terão uma distribuição mais complexa.
José Marques
Bibliografia e Webgrafia:
- 12F; VENTURA, Graça, FIOLHAIS, Manuel, FIOLHAIS, Carlos, PAIXÃO, António; Texto Editores
- Electromagnetismo Ondulatória; ROBORTELLA, José, FIHO, Avelino, OLIVEIRA, Edson; Editora Ática
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Coulomb
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Linhas_de_for%C3%A7a
- http://www.infoescola.com/fisica/campo-eletrico/
- http://www.efeitojoule.com/2008/09/lei-de-coulomb.html
- http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=296&ordem=0
- http://www.novafisica.net/conteudo/cont-3-corrente2.htm
Como iremos organizar o blog...
No bloq iremos colocar informação, não muito aprofundada e de fácil compreensão para que os nossos visitantes possam ficar com uma ideia clara do que leêm. Disponibilizamos também hiperligações para aqueles que queiram apronfundar o seu conhecimento sobre os assuntos tratados. Iremos tentar disponiblizar curiosidades e explicações para determinadas situações do dia-a-dia que parecem não-intuitivas, mas que os fundamentos da física explicam e esclarecem. Assim iremos expor contéúdos como o campo eléctrico, campo magnético, indução electromagnética, campos electromagnéticos, radiação, para depois podermos expor curiosidades e factos interessantes que a física explica. Além disso quando estivermos a proceder à explicação da parte experimental e de investigação, não teremos que explicar os fundamentos físicos uma vez que eles estão já explicados em outros posts.
Além disso iremos dinamizar este espaço com animações, imagens e vídeos.
José Marques
Além disso iremos dinamizar este espaço com animações, imagens e vídeos.
José Marques
Plano de trabalho para o 2º Período
Agora que o 2º Período começou, entramos na fase mais importante da concepção do trabalho. Durante as aulas e não só, cada um de nós irá pesquisar e organizar informação referente à parte que lhe cabe tratar. No blog iremos colocar pequenos textos sobre os principais conteúdos abordados, sendo contudo esses textos menos promenorizados do que aqueles a incluir no trabalho final e na webpage.
Neste período iremos tratar os temas campo eléctrico e campo magnético em duas vertentes: electromagnetismo (onde também iremos abordar a indução electromagnética) que nos servirá para a realização da parte experimental e numa vertente dos efeitos biológicos desses campos bem como da radiação. Este segundo tratamento dos campos electromagnéticos será o mais focado visto que a parte de investigação, que se baseia na medição desse tipo de campos será a parte mais importante do projecto.
Além disso iremos tratar as implicações sociais de fontes emissoras de campos electromagnéticos como linhas de alta tensão, microondas, e outros aparelhos.
José Marques
Neste período iremos tratar os temas campo eléctrico e campo magnético em duas vertentes: electromagnetismo (onde também iremos abordar a indução electromagnética) que nos servirá para a realização da parte experimental e numa vertente dos efeitos biológicos desses campos bem como da radiação. Este segundo tratamento dos campos electromagnéticos será o mais focado visto que a parte de investigação, que se baseia na medição desse tipo de campos será a parte mais importante do projecto.
Além disso iremos tratar as implicações sociais de fontes emissoras de campos electromagnéticos como linhas de alta tensão, microondas, e outros aparelhos.
José Marques
quinta-feira, 8 de janeiro de 2009
Diário de Bordo 08/01/09
Na aula do dia 8 de Janeiro, o grupo começou a elaborar um texto escrito com informação acerca da electricidade e campo eléctrico e deu-se a continuação da elaboração e modificação do Blogue do nosso grupo.
Procedeu-se o estudo na parte experimental do projecto onde testámos a possibilidade de realizar a actividade experimental, "mergulhador magnético".
Procedeu-se o estudo na parte experimental do projecto onde testámos a possibilidade de realizar a actividade experimental, "mergulhador magnético".
terça-feira, 6 de janeiro de 2009
Diário de Bordo 06-01-2009
Tópicos Gerais
-Nesta primeira aula do 2º período, procedemos à elaboração de um alojamento (blog) onde iremos colocar toda a informação obtida ao longo de cada aula.
-Trabalhámos, também, na concepção da parte teórica relativa ao magnetismo e ao campo magnético.
-Nesta primeira aula do 2º período, procedemos à elaboração de um alojamento (blog) onde iremos colocar toda a informação obtida ao longo de cada aula.
-Trabalhámos, também, na concepção da parte teórica relativa ao magnetismo e ao campo magnético.
Distribuição de Energia Eléctrica e Linhas de Alta Tensão
Linhas de Alta Tensão ou Transporte
São aquelas cuja tensão nominal é igual ou superior a 60 kV.
Estas linhas unem os centros produtores (centrais térmicas, hídricas, eólicas) às subestações ou entre várias subestações. São normalmente aéreas podendo, no entanto, ser subterrâneas.
As linhas aéreas são constituídas por apoios, normalmente metálicos, sendo os condutores suspensos ou apoiados por isoladores.
Linhas de Média Tensão
São aquelas cuja tensão nominal é inferior a 60 kV. As tensões mais comuns são 10,15 e 30 kV. Estas linhas ligam as subestações aos Postos de Transformação ou ligam diferentes Postos de Seccionamento/Transformação entre si.
Podem ser aéreas ou subterrâneas. As aéreas são normalmente em cabo nu, apoiadas em postes de betão (mais comum) ou metálicos, sendo os condutores suspensos ou apoiados por isoladores.
Linhas de Baixa tensão
Levam a energia eléctrica desde os Postos de Transformação, ao longo das ruas e caminhos até aos locais onde é consumida em Baixa tensão (230 V entre fase e neutro e 400 V entre fases). Podem ser de 2 tipos: aéreas ou subterrâneas.
As linhas aéreas podem ser em condutores nus ou isolados em feixe (cabo torçada).
As linhas em condutor nu estão fixas sobre isoladores e apoiados em postes de betão, ou sobre postaletes metálicos fixos na fachada.
Os cabos de distribuição de baixa tensão são normalmente constituídos por cinco condutores um dos quais se destina à iluminação pública.
Subestações
Destinam-se a elevar a tensão da electricidade produzida nas centrais para ser transportada em alta tensão para as zonas de consumo, ou, uma vez perto das zonas de consumo, baixar o nível de tensão para poder ser distribuída em média tensão.
Genericamente estas instalações contêm os pórticos onde chegam e de onde partem as linhas, os transformadores de potência e acessórios de protecção.
Estas instalações estão protegidas por uma vedação, com sinais que advertem para o perigo eléctrico no interior e interditam o acesso a pessoas não autorizadas.
Postos de Transformação
Têm a função de reduzir a Média Tensão para a Baixa Tensão utilizável pelo consumidor final doméstico, comercial ou pequeno industrial.
Existem 2 tipos diferentes: encerrado numa construção de alvenaria, eventualmente numa caixa metálica, ou aéreo suspenso em poste.
Perguntas e respostas
As linhas de alta tensão são mais perigosas que as de baixa tensão?
Todas as linhas de transporte e distribuição de electricidade são perigosas. No entanto, quanto mais elevada é a diferença de potencial a que dois pontos do corpo humano ficam submetidos, mais elevada é a corrente que circula (lei de Ohm) e, por conseguinte, mais graves são as lesões provocadas por essa mesma corrente.
Por outro lado, à medida que a tensão aumenta a possibilidade de existir uma descarga por arco eléctrico também aumenta e, por conseguinte, as distâncias a guardar têm de ser maiores.
A forma de evitar um acidente eléctrico é garantir as seguintes distâncias mínimas às linhas eléctricas de média tensão.
* Relativamente ao solo: 6 metros;
* Relativamente a estradas: 7 metros;
* Relativamente a árvores: 2,5 metros;
* Relativamente à cobertura de edifícios: 4 metros.
Fonte: EDP
André Fernandes
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