EasyMAG – Toolbox para cálculo de campos magnéticos de baixa frequência

Abstract

A evolução tecnológica e o elevado desenvolvimento industrial que caracteriza a civilização contemporânea, torna a sociedade fortemente dependente de energia. Devido a esta evolução, houve um aumento do uso de aparelhos elétricos e consequentemente um aumento das redes elétricas, surgindo assim um aumento na intensidade de campos magnéticos originados pela corrente elétrica que percorre as redes e os aparelhos. Este aumento intensidade de campos magnéticos originou uma preocupação na sociedade sobre os efeitos do campo magnético na saúde dos seres humanos. Foi esta a motivação para este trabalho: desenvolver o software ‘EASYMAG’ para calcular a densidade do fluxo magnético originado por correntes elétricas em condutores, utilizando a lei de Biot-Savart.O software desenvolvido tem incorporadas as seguintes funcionalidades: verificação da introdução correta dos dados, alertando o utilizador se um circuito constituído por várias linhas estiver aberto; visualização gráfica do circuito elétrico definido pelo utilizador com cores diferentes consoante o circuito seja unifilar ou bifilar; cálculo da densidade do fluxo magnético nos pontos indicados pelo utilizador, mostrando a localização onde esse valor é máximo e mínimo; visualização gráfica da densidade do fluxo magnético nos pontos definidos pelo utilizador; guardar simulação feita pelo utilizador.O software ‘EASYMAG’ é inovador comparado com os outros softwares existentes, porque utiliza o Excel como método de introdução de dados, conseguindo assim representar o circuito elétrico pretendido pelo utilizador, sem que este tenha que programar em Matlab o circuito, tornando ainda o software ‘EASYMAG’ acessível para todas as pessoas com conhecimento básico de Matlab.Para validar o software foram usados três exemplos teóricos. O software, nestes três exemplos, obteve resultados com um erro muito pequeno, dependendo do número de pontos usados para a representação dos elementos circuitais, curva e solenoide. O software desenvolvido é assim uma ferramenta fiável para o cálculo de casos teóricos e práticos da densidade do fluxo magnético originado por correntes elétricas em condutores, sendo o erro associado próximo de zero.

The technological evolution and the high industrial development that characterizes the contemporary civilization, makes the society strongly dependent on energy. Due to this evolution, there has been an increase of the electrical devices usage and consequently an increase of the electrical networks, arising an increase in the intensity of magnetic fields originated by the electric current that runs through the networks and electrical devices. This increased intensity of magnetic fields has given rise to the concern in the society about the effects of magnetic fields on human health. This was the motivation for this work: to develop the software 'EASYMAG' to calculate the magnetic flux density originated by electric currents in conductors, using the Biot-Savart law. The developed software incorporates the following functionalities: verification of the correct data entry, alerting the user if a circuit consisting of several lines is open; graphical visualization of the electrical circuit defined by the user with different colors depending on whether the circuit is unifilar or bifilar; calculation of the magnetic flux density at the points indicated by the user, showing the location where this value is maximum and minimum; graphical display of magnetic flux density at user-defined points; save simulation done by the user. The software 'EASYMAG' is innovative compared to other existing software, because it uses Excel as a data entry method, representing the desired electrical circuit without having to program the circuit in Matlab, making the software 'EASYMAG' accessible to all people with basic knowledge of Matlab. Three theoretical examples are presented to validate the software. The software, in these three examples, obtained results with a very small error, depending on the number of points used for the representation of the circuit elements, curve and solenoid. The developed software is a reliable tool for the calculation of theoretical and practical cases of the magnetic flux density originated by electric currents in conductors, the associated error being close to zero.