Aplicação industrial dos cálculos do efeito eletromagnético

Sumário

Introdução 3

Aplicação Industrial de Cálculos do Efeito Eletromagnético 3

Etapa 1 3

Sentido do Campo Elétrico 3

Módulo do Campo Elétrico 4

Ruptura Dielétrica em Aplicação 5

Etapa 2 5

Potencial Elétrico 5

Diferença de Potencial Elétrico em Aplicação 6

Energia 7

Explosões de Aplicação 7

Introdução

Aplicação Industrial de Cálculo do Efeito Eletromagnético

O desenvolvimento científico atual se manifesta através do crescimento industrial, onde vemos a maior demanda de produtos e serviços, de qualidade e eficiência, dado o crescimento populacional e a procura de bens e serviços avançados para o mercado global. Através disto, com base no crescimento industrial e desenvolvimento econômico-científico, temos a necessidade de desenvol-vimento de meios e processos de produção que atendam a atual demanda, visando, também, a maneira de produzir e desenvolver com eficiência em segurança.

Aqui, assim, deste trabalho, tomamos como caso uma indústria base, alimentícia, da qual, utili-zando conceitos físicos e matemáticos desenvolvidos, devemos compreender a questão de desenvolvimento seguro do setor. Pela física, utilizamos dos conceitos em eletromagnetismo para entender fenômenos correntes na produção industrial alimentícia, entre os quais, a determinação de campos elétricos e descargas do produto são fundamentais no quesito segurança, do qual vemos atualmente, ainda em nosso país, com a fragilidade da fiscalização legal de meios de produção, ocorrências de falhas e revés na indústria.

Para tanto, da nossa compreensão física e matemática dos eventos, como por exemplo determina-ção de campos elétricos e magnéticos na produção, ou de correntes elétricas e transferência de energia, e ainda mais, elementos precursores de explosões, podemos determinar maneiras de melhor trabalho, que visem a segurança industrial, tanto quanto da qualidade de produção e atendimento a normas e leis de segurança e proteção ambiental, quando em caso.

Assim, temos a importância do estudo dos efeitos eletromagnéticos em caso, mas que pode-se ampliar para quase todos os meios de produção para o atendimento de normas de base de segurança e qualidade, sendo deste estudo necessário apenas a compreensão dos sistemas físicos para análise e desenvolvimento de métodos.

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Etapa 1

Sentido do Campo Elétrico

Das considerações do movimento do produto em pó, que passa por um cano cilíndrico plástico de raio , carregado negativamente, onde as cargas associadas ao pó estão distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica ρ. Assim, do problema, nos é solicitada a determi-nação da direção do campo elétrico no interior do cilindro.

Disso, podemos considerar o campo elétrico apontando para o eixo do cilindro, visto que o pó (produto) está carregado negativamente, o que faz com que haja atração entre as cargas.

Módulo do Campo Elétrico

Neste passo temos de desenvolver uma expressão, através da Lei de Gauss, para a determinação do módulo do campo elétrico em função do raio do cilindro, podendo dizer assim se o valor do campo elétrico aumenta ou diminui em função da distância do eixo do cilindro e determinando também o valor máximo do campo e a que distância do eixo esse campo máximo ocorre que a densidade volumétrica .

Temos, primeiramente, que o valor de diminui em função do aumento do raio do cilindro até seu limite na superfície do mesmo, ou seja, no valor da distância entre o eixo e a superfície do cano. Disto podemos escrever o módulo de em termos da densidade volumétrica , onde , através do cálculo utilizando a Lei de Gauss. Matematicamente:

Onde:

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Assim,

Agora podemos determinar, através expressão, o valor máximo do campo elétrico e a que distân-cia do eixo o campo máximo ocorre. Visto que o crescimento do campo é inversamente proporcional ao crescimento da distância até seu limite, o valor máximo do campo elétrico é obtido substituindo o valor máximo de em . Deste modo:

Ou ainda:

Assim, temos que o valor máximo do campo elétrico é (volt por metro), e que a distância da superfície do cilindro para o valor máximo do campo é de metros, pois é onde ocorre a maior intensidade de campo, ou seja, no eixo.

Ruptura Dielétrica em Aplicação

Consideramos agora se há possibilidade de ocorrer a ruptura dielétrica do ar, onde se pode produzir uma centelha para uma explosão. Disto devemos considerar a capacidade dielétrica do ar e comparar com o valor alcançado pelo campo elétrico no cilindro.

Temos, assim, que a capacidade dielétrica do ar é de , ou seja, inferior ao valor para o campo elétrico obtido, confirmando a possibilidade de ocorrer uma centelha de explosão. Deve-se agora considerar o local, ou extremo, em que ocorrera a centelha, ou seja, a que distância da superfície