O estudo da física com participação em seu conteúdo da questão do campo elétrico e / ou eletromagnetismo

Faculdade Anhanguera – Unidade Campus Aliberti

Curso de Engenharia Civil/ Controle e Automação

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 01

1.2 Objetivos 02

1.3 Metodologia 02

2 ETAPA 2 03

3 PASSOS 03

3.1 PASSO 1 03

3.2 PASSO 2 03

3.3 PASSO 3 03

3.4 PASSO 4 04

4 ETAPA 3 04

5 PASSOS 04

5.1 PASSO 1 04

5.2 PASSO 2 05

5.3 PASSO 3 05

5.4 PASSO 4 06

6 ETAPA 4 06

7 PASSOS 07

7.1 PASSO 1 07

7.2 PASSO 2 11

7.3 PASSO 3 12

7.4 PASSO 4 13

8 CONSIDERAÇÕES FINAIS 14

9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 15

1- INTRODUÇÃO

Devido a inúmeros acidentes ocorridos ao longo dos anos nas indústrias de produtos alimentícios e agrícolas, foram elaborados inúmeros estudos para verificado qual era a razão de tantos acidentes.

Foi descoberto que o acumulo de pó em seus equipamentos eram altamente perigosos e que estes geravam as devidas explosões em seu processo produtivo, porem não era somente o acumulo de pó que geravam as explosões e sim o acumulo de pó altamente carregado com cargas elétricas.

Ao passarem por suas tubulações (pó) ou equipamentos geravam rupturas dielétricas (faísca), que juntamente com a umidade relativa do ar baixa e a alta quantidade de pó seco, gerando assim as explosões.

Segue abaixo alguns exemplos de indústrias que sofreram os devidos acidentes em seu processo produtivo:

• Indústria de leite em pó;

• Indústria de chocolate em pó;

• Indústria de farinha;

• Indústria de malte;

• Indústria de produtos agrícolas.

Sendo assim, este trabalho dedica-se ao estudo da Física que envolve em seu conteúdo a questão do Campo Elétrico e/ou Eletromagnetismo.

A partir do conteúdo passado em sala de aula, os alunos da faculdade Anhanguera terão que investigar como ocorreram as explosões nessas fábricas da indústria alimentícia e desenvolver medidas de segurança que englobam na área dos fenômenos elétricos e magnéticos.

1.1 OBJETIVO

O desafio é promover medidas de segurança quanto aos fenômenos elétricos e magnéticos numa fabrica na área de indústria alimentícia, comparada com o estudo de caso exemplificado no ATPS.

1.2 METODOLOGIA

Para a realização deste trabalho será utilizado um método de pesquisa operacional e ainda um método de pesquisa bibliográfica para revisão de literatura em diversos suportes como livros, artigos científicos, sítios de internet, entre outros.

2- ETAPA 2

Aula-tema: Potencial Elétrico. Capacitância.

Essa atividade é importante para compreender a definição de potencial elétrico e conseguir calcular esse potencial a partir do campo elétrico. Essa etapa também é importante para estudar a energia armazenada num capacitor, considerando situações cotidianas.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

3- PASSOS

3.1- Passo 1

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

Resposta:

3.2- Passo 2

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma densidade volumétrica de cargas típica,  = 1,1 x 10-3 C/m3.

Resposta:

3.3- Passo 3

Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser modelado por uma capacitância efetiva de 200 pF e cada operário possui um potencial elétrico de 7,0 kV em relação a Terra, que foi tomada como potencial zero.

Resposta:

3.4- Passo 4

Verificar a possibilidade de uma explosão, considerando a segunda condição, ou seja, a energia da centelha resultante do passo anterior ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó explodisse?

Resposta:

Sim, devido a alta diferença de potencial encontrada nos passos anteriores, é muito provável que ocorra uma centelha.

4- ETAPA 3

Aula-tema: Corrente e Resistência. Circuitos.

Essa atividade é importante para discutir as cargas em movimento, isto é, corrente elétrica e relacionar com resistência elétrica. Essa etapa também é importante para compreender os cálculos envolvidos em um circuito elétrico como potência e energia.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

5- PASSOS

5.1- Passo 1

Determinar a expressão para a corrente i (o fluxo das cargas elétricas associadas ao pó) em uma seção reta do cano. Calcular o valor de i para as condições da fábrica: raio do cano R =5,0 cm, velocidade v = 2,0 m/s e densidade de cargas  = 1,1 x 10-3 C/m3

Resposta:

5.2- Passo 2

Determinar a taxa (potência) com a qual a energia pode ter sido transferida do pó para uma centelha quando o pó deixou o cano.