Campos Elétricos e Magnéticos - Norma ABNT

Campos Elétricos e Magnéticos - Norma ABNT

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NOTA – Medidores de espaço livre são comumente construídos para medir a corrente elétrica induzida entre duas partes isoladas de um corpo condutor. Sabendo que a corrente elétrica induzida é proporcional à derivada no tempo da intensidade de campo elétrico, o circuito do detector do medidor contém freqüentemente um estágio integrador com a finalidade de recuperar a forma de onda da intensidade de um campo elétrico. A corrente da onda integrada também coincide com a corrente recarregada induzida. O estágio de integração é também desejado, particularmente para a medição dos campos elétricos harmônicos, pelo fato dele eliminar a carga excessiva das componentes harmônicas no sinal da corrente induzida.

3.1.1.2 Medidor de referência de terra

Medidor que mede o campo elétrico na superfície do solo ou próximo dela, freqüentemente usado para medir a corrente induzida ou a oscilação da carga entre um eletrodo isolado e o solo. O eletrodo isolado é geralmente uma placa localizada no mesmo nível ou um pouco abaixo da superfície do solo.

Estes medidores freqüentemente contêm um circuito integrador para compensar a relação da derivada entre a corrente induzida e o campo elétrico.

3.1.1.3 Medidor eletro-óptico

Medidor que mede a intensidade do campo elétrico através de mudanças na transmissão da luz por meio de uma fibra ou cristal sob o efeito do campo elétrico.

NOTA – Enquanto vários métodos eletro-ópticos podem ser usados para medir campos elétricos, por exemplo, o efeito Pockels, o efeito Kerr e técnicas interferométricas, esta Norma considera apenas medidores de campo eletro-óptico que utilizam o efeito Pockels.

3.1.2 Medidor da densidade do fluxo magnético

Medidor desenvolvido para medir a densidade do fluxo magnético, de baixo peso, operado por bateria, que fornece uma leitura em tempo real e pode ser convenientemente segurado pela mão a fim de fazer um mapeamento em diferentes localizações.

Os medidores de campos magnéticos consistem de duas partes: a sonda ou elemento campo-sensor e um detector que processa o sinal da sonda e indica o valor eficaz do campo magnético em mostrador analógico ou digital.

NOTA - Diferentes tipos de medidores são usados para a mesma coisa, como medidores de campo com sondas indutivas (bobinas), medidores com sondas de efeito Hall, medidores que combinam duas bobinas com um núcleo ferromagnético como em um magnetômetro de núcleo saturável.

3.1.2.1 Magnetômetro de núcleo saturável

Instrumento desenvolvido para medir campos magnéticos através do uso das características magnéticas não lineares de uma sonda ou elemento sensitivo que possui núcleo ferromagnético.

3.1.2.2 Bobina de indução

Sensor da densidade do fluxo magnético compreendido por uma bobina que produz uma tensão induzida proporcional à derivada no tempo de um campo magnético.

NOTA 1 - Visto que a tensão induzida é proporcional à derivada no tempo da densidade do fluxo magnético, o circuito detector do sensor necessita de um estágio integrador para recuperar a forma de onda da densidade do fluxo magnético.

NOTA 2 - Este sensor também pode ser usado para medir densidade do fluxo magnético estático (corrente contínua) se estiver em rotação.

3.1.3 Sonda de efeito Hall

Sensor de densidade de fluxo magnético contendo um elemento que utiliza o efeito Hall para produzir uma tensão proporcional à densidade do fluxo magnético.

NOTA – Sondas de efeito Hall respondem a densidades de fluxos magnéticos estáticos ou variantes no tempo. Elas têm sido raramente usadas para medir campos magnéticos de linhas de corrente alternada, em razão de sua sensibilidade limitada e de problemas de saturação encontrados quando se tenta medir induções magnéticas de baixa intensidade a freqüência industrial em presença de um campo geomagnético estático de intensidade apreciável.

3.2 Características de medidores 3.2.1 Fator de crista

Para funções periódicas, a relação do valor da crista da onda (pico, máximo) com o de seu valor eficaz. 3.2.2 Diafonia

Ruído ou sinal parasita gerado por sinais alternados ou sinais tipo pulso em circuitos adjacentes. 3.2.3 Resposta em freqüência

Resposta (leitura) de um medidor de campo com um campo de amplitude constante, porém com diferentes freqüências. 3.2.4 Banda passante

(1) (transmissão de dados) uma faixa de espectro de freqüência que pode passar com uma baixa atenuação.

(2) (circuitos e sistemas) uma banda de freqüências que passa por um filtro com uma pequena atenuação (relativamente a outras bandas de freqüência fortemente atenuadas).

3.2.5 Detector de média retificada (calibrado em valor eficaz) (ver 3.2.6)

Circuito detector que retifica o sinal da sonda e é calibrado para fornecer o valor correto eficaz de um campo senoidal em uma dada freqüência.

NOTA - Se houver harmônicas no campo, um medidor com um detector de média retificada (eficaz) não indicará o seu verdadeiro valor eficaz se o sinal da sonda for proporcional à derivada no tempo . Se o detector contém um estágio de integração, o erro é reduzido. O erro também será uma função da relação de fase entre as componentes harmônicas e fundamental [36], [61].

3.2.6 Detector de valor eficaz verdadeiro (ver 3.2.5)

Detector que contém um componente de circuito que faz a operação matemática

para um sinal periódico v(t), onde T é o período do sinal.

NOTA 1 – Se v(t) é proporcional à derivada do tempo do campo, o circuito detector também requer um estágio inicial de integração para a operação adequada a fim de recuperar a forma de onda da densidade do fluxo magnético [25], [61].

Esse tipo de detector fornece o valor eficaz verdadeiro de um campo contendo harmônicas, uma vez que a resposta em freqüência do detector é plana na faixa de freqüência de interesse.

NOTA 2 – Se níveis significativos de harmônicas estão presentes em v(t), uma atenção particular deve ser dada à possibilidade de efeitos de saturação do amplificador se a integração segue um ou mais estágios de amplificação.

3.3 Características dos campos

3.3.1 Valor eficaz máximo de campo elétrico (campo elétrico máximo)

Valor da medição de campos elétricos quase-estáticos elipticamente polarizados. Em um dado ponto, é o valor da raiz média quadrática (eficaz) do semi-eixo maior da elipse do campo elétrico.

3.3.2 Valor eficaz máximo de campo magnético (campo magnético máximo)

Valor da medição de campos magnéticos quase estáticos elipticamente polarizados. Em um dado ponto, é o valor da raiz média quadrática (eficaz) do semi-eixo maior da elipse do campo magnético.

3.3.3 Campo perturbado

Campo que é modificado em magnitude ou direção, ou ambos, pela introdução de um objeto.

NOTA - O campo elétrico na superfície do objeto é, geralmente, fortemente perturbado pela presença de um outro objeto. Nas freqüências industriais, a densidade do fluxo magnético não é, em geral, muito perturbada pela presença de objetos que estão livres de materiais magnéticos. Exceções são feitas para regiões próximas da superfície de condutores elétricos espessos e regiões distantes de condutores espessos, se o condutor estiver próximo da origem de um campo magnético. As perturbações nesses casos devem-se à oposição de campos magnéticos produzidas por correntes de Foucault nos condutores.

3.3.4 Campo não-perturbado

Campo que existiria sem a presença de pessoas ou objetos móveis. 3.3.5 Campo quase-estático

Campo que satisfaz a condição f << c÷l, onde f é a freqüência do campo, c é a velocidade da luz, e l é uma dimensão característica de uma medida geométrica, por exemplo a distância entre a fonte do campo e o ponto de medição.

NOTA – Os campos magnéticos e elétricos das freqüências industriais próximos às instalações elétricas são exemplos de campos quase-estáticos.

3.3.6 Campo elétrico resultante

Campo elétrico fornecido pela fórmula

onde xE, yE e zEsão os valores eficazes das três componentes ortogonais de campo. O campo elétrico resultante também pode ser fornecido pela fórmula

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