MAGNETICUS
Bem-vindos ao espaço de apresentação do nosso projeto.
Aqui iremos partilhar as etapas da nossa investigação sobre campos eletromagnéticos.
SOBRE
A nossa equipa chama-se MAGNETICUS e é formada por cinco alunos do 11º ano da Escola Secundária Camilo Castelo Branco.
Da esquerda para a direita: Pedro Carvalho, Inês Marinho, Afonso Magalhães, Maria Vale e Carolina Sousa.
OBJETIVO
O propósito deste espaço é divulgar os resultados das nossas investigações relativas à medição de campos eléctricos e magnéticos no meio ambiente.
Para saberes mais visita a página Medea.
MEDIÇÕES
Apresentamos aqui as medições que realizamos em locais frequentados no dia a dia.
Para teres uma noção se os valores medidos são elevados ou não, podes comparar com o campo magnético da Terra, com o limite de exposição a campos eletromagnéticos definido no Decreto-Lei n.º 11/2018, com a Lei n.º 64/2017 e ainda com outros limites a seguir referidos.
Campo magnético terrestre na latitude média de Portugal: 44 µT
Campo magnético terrestre em Vila Nova de Famalicão, Braga, Portugal: 45 µT
Limite de exposição a campos eletromagnéticos definido no Decreto-Lei n.º 11/2018: 0 Hz -300 GHz
Frequência da corrente alternada distribuída pelas linhas de transporte de energia na Europa (corrente elétrica que chega às nossas casas): 50 Hz
Para a frequência de 50 Hz, os níveis de referência para a intensidade do campo elétrico e intensidade do campo magnético são, respetivamente, 5000 V/m e 100 µT (segundo a ICNIRP).
VÍDEOS DE PROGRESSO
APRESENTAÇÃO DO PROJETO
MEDIÇÕES
CONCLUSÕES
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Esta secção tem como objetivo esclarecer os conceitos teóricos que estão por detrás do eletromagnetismo (não-quântico).
A teoria por detrás do eletromagnetismo (não-quântico) pode ser resumida em cinco equações, as quatro equações de Maxwell e a equação de Lorentz, apresentadas em baixo.
No entanto até se poder compreender estas equações é necessário conhecer alguns conceitos, que serão apresentados em baixo.
CAMPO ELÉTRICO
Antes de poder entender o que é o campo elétrico precisamos de entender a Lei de Coloumb:
Observando esta fórmula percebemos uma simetria com a lei da gravitação universal. As diferenças entre estas duas fórmulas prendem-se com a constante e com o facto de, como a carga pode ser negativa, esta lei prevê a existência de forças atrativas e repulsivas, o que não acontece na força gravítica que é sempre atrativa.
A partir desta Lei podemos definir uma nova grandeza, o campo elétrico, dada por:
Sendo, por equivalência, o campo elétrico também definido por:
passando o “r” a ser a distância entre a carga criadora e o ponto onde se quer determinar o campo elétrico.
No caso em que existem várias cargas elétricas, o campo elétrico no ponto pretendido passa a ser a soma dos campos elétricos de cada carga no ponto pretendido:
No entanto, em algumas situações pode ser complicado calcular o campo elétrico devido a existência de imensas cargas criadoras. Nestas situações para o determinar podemos recorrer à Lei de Gauss:
Esta lei é utilizada através do uso da chamada superfície gaussiana, ou seja, através da suposição de uma superfície de um sólido em volta do corpo no qual se pretende medir o campo elétrico. (Sendo que se a densidade de carga do corpo for igual em todo o seu volume, esta lei fica muito simples de ser aplicada).
CAMPO MAGNÉTICO
Podemos relacionar o campo magnético com a força magnética através da expressão:
A partir desta expressão podemos concluir que a Força Magnética é sempre perpendicular ao plano formado pela velocidade e pelo campo magnético, sendo assim esta força uma força centrípeta, que irá apenas provocar uma mudança de direção da velocidade na partícula, como pode ser visto em baixo:
Tal como para o campo elétrico, também existe uma Lei de Gauss que descreve o campo magnético.
A partir desta lei podemos concluir que não pode existir monopolos magnéticos, tal como é observado quando se parte um íman ao meio, que este volta a formar dois dipolos magnéticos em cada uma das metades partidas.
INTERAÇÂO ENTRE CAMPOS ELÉTRICOS E CAMPOS MAGNÉTICOS
Para descrever a força que atua numa partícula carregada na presença de um campo elétrico e de um campo magnético é dada pela equação de Lorentz, ou seja:
No entanto, além da interação simultânea dos dois campos numa partícula carregada, estes dois campos também interagem entre si.
Um campo magnético pode originar um campo elétrico, tal como descrito na Lei de Faraday:
Simplificado esta expressão temos nada mais do que:
Sendo que a única particularidade está presente no sinal -. este é proveniente da Lei de Lenz, lei que diz que a força eletromotriz induzida tende a contrariar a variação do fluxo magnético.
Também é verdade que um campo elétrico pode originar um campo magnético, o que é descrito na lei Ampére-Maxwell:
Esta última lei não é mais do que um ajuste de Maxwell à lei de Ampére, dada por:
Para concluir, a partir das equações de Maxwell podemos determinar a velocidade das ondas eletromagnéticas, que é dada por:
Sendo este valor igual à velocidade da luz no vazio, podem-se assim concluir que a luz é uma onda eletromagnética, o que foi mais tarde provado experimentalmente por Hertz.
CONSEQUÊNCIAS NA SAÚDE
A Organização Mundial de Saúde considera que para campos muitos intensos, no que diz respeito ao campo magnético, só valores acima de 500 microTesla podem ter algum efeito sobre a saúde humana (principalmente sobre o sistema nervoso), mas mesmo nas piores condições o campo magnético das linhas de muita alta tensão não ultrapassa os 30 microTesla.
Quanto ao campo elétrico, esta organização (OMS) considera que só há efeitos sobre o sistema nervoso (e não necessariamente nocivos) acima dos 10 kV/m, o que só é possível atingir muito perto dos condutores de alta tensão.
A ciência ainda não consegue responder objetivamente se, de facto, viver ou permanecer durante um longo período de tempo junto de cabos de alta tensão provoca efeitos nocivos na saúde humana. Contudo, frequentemente é associado o aparecimento de cancros, abortos espontâneos e mudanças de humor a estes meios de transporte de energia.
Assim, o nosso grupo vai procurar respostas esclarecedoras sobre o assunto e partilhá-las com vocês, aqui no site. Vamos investigar nos locais comuns e mais frequentados no dia a dia, nomeadamente perto de equipamentos eletrónicos ou até estações de comboios e concluir se os campos eletromagnéticos têm, na verdade, alguma influência no nosso modo de vida.
PERGUNTAS FREQUENTES
ACHA QUE OS CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS TÊM ALGUMA INFLUÊNCIA, BOA OU MÁ, NO NOSSO DIA-A-DIA?
Resposta de um fotógrafo de 37 anos: "Os campos eletromagnéticos têm uma má influência, provocam cancros e outras doenças."
Resposta de uma universitária de 20 anos: "Acho que não tem qualquer efeito, pois os campos eletromagnéticos a que estamos expostos diariamente são de baixa frequência."
ACHA QUE DORMIR AO LADO DO TELEFONE ENQUANTO CARREGA, NOMEADAMENTE SOBRE O EFEITO DO ELETROMAGNETISMO, É PREJUDICIAL PARA A NOSSA SAÚDE?
Resposta de uma professora de 53 anos: "Não sei muito sobre o assunto, mas acho que é prejudicial para a saúde. Até já li artigos onde eram referidos aspetos prejudiciais."
Resposta de um fotógrafo de 37 anos: "Não acho que faça mal se a distância for relativamente grande. Se estiver muito perto da pessoa acho que prejudica a sua saúde."
ACHAS QUE OS ELETRODOMÉSTICOS TÊM EFEITOS NEGATIVOS NA TUA SAÚDE?
Resposta de uma aluna de 17 anos: "Eu acho que não, pois estamos constantemente em contacto com vários eletrodomésticos todos os dias e, se por acaso, tivessem efeitos negativos já seriam visíveis no dia-a-dia e já teriam sido criadas normas de modo a eliminá-los do nosso quotidiano."
