Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Matemática, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-28T18:48:47Z No. of bitstreams: 1 2014_VictorBarbosaJatoba.pdf: 494161 bytes, checksum: 7174c33026d49eca514696d934078d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-12-01T15:00:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_VictorBarbosaJatoba.pdf: 494161 bytes, checksum: 7174c33026d49eca514696d934078d3a (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-01T15:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_VictorBarbosaJatoba.pdf: 494161 bytes, checksum: 7174c33026d49eca514696d934078d3a (MD5) / O tema desta dissertação é o Teorema de Robinson, que trata da relação entre os chamados campos eletromagnéticos nulos e as congruências de geodésicas nulas shear-free no espaço de Minkowski. Atualmente, muito tem sido feito nos estudos de propriedades topológicas de campos eletromagnéticos nulos, como feito por W. Irvine em 2008 e H. Kedia 2013. Além disso, Adamo e Newman, em 2009, utilizaram as congruências de geodésicas nulas shear-free para o estudo e interpretação de problemas relacionados com a relatividade geral. Estes estudos são baseados no Teorema de Robinson, que relaciona toda congruência de geodésicas nulas shear-free com uma família de campos eletromagnéticos nulos e, reciprocamente, todo campo eletromagnético nulo com uma congruência nula de geodésicas shear-free, e o Teorema de Kerr, que caracteriza toda congruência de geodésicas nulas como os zeros de uma função analítica arbitrária. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The theme of this work is the relation between null electromagnetic fields and congruence of null geodesic shear-free in Minkowski space-time, known as the Robinson Theorem. Recently studies have been done about topologic properties of null electromagnetic fields, such as W. Irvine in 2008 and H. Kedia 2013. Also, Adamo and Newman, in 2009, used the congruence of null geodesic shear-free to study and understand problems related to General Relativity. These studies are based in Robinson’s Theorem, which states that each congruence of null geodesic shear-free is related to a family of null electromagnetic fields and, conversely, each null electromagnetic field is related to a congruence of null geodesic shear-free, and Kerr’s Theorem, which relates a congruence of null geodesic shear-free to the zeros of an arbitrary analytic function.

Vários estudos têm sugerido que seres vivos podem ser suscetíveis aos campos eletromagnéticos (CEMs). Os supostos efeitos dos Campos Eletromagnéticos de Ultra Alta Freqüência (CEMUAFs) em sistemas biológicos são pouco conhecidos. Os relatos de um possível efeito biológico dependente da alteração de estados de oxidação entre pares de radicais sugerem um mecanismo de transdução orgânica para os campos. Outros trabalhos obtiveram alterações na sinalização celular e defesas antioxidantes após a exposição CEMUAFs e, tais alterações, poderiam ser um agente causador de doenças como, por exemplo, a leucemia infantil, esta já correlacionada com a exposição aos CEMs. Desta forma o objetivo deste estudo foi investigar se o CEMUAF (834 MHz) poderia interferir com o balanço oxidativo de planárias e ratos, assim como, estudar a participação de enzimas responsáveis pela hidrólise de nucleotídeos, enzimas estas reconhecidas por serem influenciadas pela ação de radicais livres. As planárias foram expostas por 1, 3 e 6 dias (8 h/dia). Após a exposição foi feito um homogenato de todo o corpo de cada animal. Foi encontrado um aumento na atividade da superóxido desmutase (SOD) e um decréscimo na atividade da catalase (CAT) e na defesa antioxidante não-enzimática (TRAP) após 6 dias de exposição. Adicionalmente, houve um aumento na freqüência de micronúcleos (MN) após 3 e 6 dias de exposição. Não houve alteração nos parâmetros de dano oxidativo a lipídios (TBARS) e proteínas (Carbonil) em nenhum dos tempos de exposição. Estes resultados sugerem um aumento nos níveis de radicais livres e de danos aos ácidos nucléicos. Estudos posteriores deverão determinar se estes efeitos apresentam ou não associações do tipo causa e efeito. Foram utilizados três modelos com ratos. No primeiro modelo, animais com idades de 30, 80 e 210 dias foram expostos por 6 dias (7:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças nos parâmetros de TRAP, TBARS e Carbonil em nenhuma das idades expostas ao CEMUAF. Estes resultados sugerem que os tempos de exposição utilizados não foram suficientes para causar alguma mudança perceptível nos parâmetros de estresse oxidativo. No segundo modelo, utilizou-se o sangue e fígado dos neonatos expostos ao CEMUAF ainda no útero de suas mães durante todo o seu desenvolvimento embrionário (8:30 h/dia). Não foram encontradas mudanças em nenhum parâmetro oxidativo. Foi encontrado um aumento na freqüência de MN nas hemácias, sugerindo um efeito genotóxico da irradiação do celular afetando o tecido hematopoiético dos fetos. No terceiro modelo, utilizou-se o sangue de ratos adultos (180 dias) expostos por 12 dias (8:30 h/dia). Os níveis da hidrólise de ATP e ADP estavam aumentados no grupo irradiado. Nenhum efeito foi observado nas atividades da SOD e da CAT, sugerindo nenhuma participação de radicais livres nestes resultados. Ainda são necessários muitíssimos estudos para determinar quais os mecanismos transdutores dos CEMUAFs em sistemas biológicos e de que forma esta interação ocorre, porém estes resultados sugerem: (a) um papel para os radicais livres sobre, pelo menos, alguns dos efeitos atribuídos aos CEMUAFs e (b) que os organismos em fase de formação podem ser mais sensíveis aos campos. Por fim, sugerimos que sistemas biológicos podem sofrer a ação da irradiação com uma quantidade de energia muito menor do que a esperada para promover algum efeito no metabolismo. / Several studies have suggested that living being could be susceptible to the electromagnetic fields (EMFs). The supposed effects of ultra high frequency electromagnetic fields (UHF-EMFs) in biological systems are not very well-known. The reports of a possible effect biological dependent of the alteration of oxidation states among radical pairs suggest a mechanism of organic transduction for the EMFs. Other works have obtained alterations in the cellular signaling and antioxidant defenses after the UHF-EMFs exposure and, such alterations could be a diseases causative agent as, e.g., the infantile leukemia, this already correlated to EMF exposure. This way we have investigated if the non thermal UHF-EMF (834 MHz) could interfere with the planarians and rats oxidative balance, as well as, to study the participation of responsible enzymes for the nucleotides hydrolysis. Nucleotide hydrolysis is known be influenced by the free radicals action. Planarians were exposed for 1, 3 and 6 days (8 h/day). After the exposure was made a whole body homogenate of each animal. It was found an increase in the superoxide dimutase (SOD) activity, a decrease in the catalase (CAT) activity and a decrease in the non-enzymatic antioxidant defense (TRAP) after 6-day exposure. It was also found an increase in the micronúcleos frequency (MN) after 3 and 6 days of exposure. It was not found changes in the parameters of lipid and protein oxidative damage (TBARS and Carbonyl, respectively) in none of the exposure times. These results suggest an increase in the levels of free radicals and of nucleic acids damages. Future studies would determine if these effects show or not cause and effect associations. Three models were used with rats. In the first model, animals with ages of 30, 80 and 210 days were exposed for 6 days (7:30 h/day). It was not found changes in the TRAP, TBARS and Carbonil parameters in none of the UHF-EMF exposed ages. Three models were used with rats. In the first model, animals with ages of 30, 80 and 210 days were exposed for 6 days (7:30 h/day). It was not found changes in the TRAP, TBARS and Carbonil parameters in none of the UHF-EMF exposed ages. These results suggest the exposure times used were not enough to cause some perceptible changes in the oxidative stress parameters. In the second model, it were used the blood and liver of offspring exposed to UHF-EMF (8:30 h/day) still inside of mothers' uterus during all its embryonic development. It was not found changes in any oxidative parameters. It was found an increase in the erythrocytes MN frequency suggesting a cellular irradiation genotoxic effect in the fetus hematopoietic tissue. In the third model, the blood of adult rats (180 days) was used after 12 days UHF-EMF exposure (8:30 h/day). The levels of the ATP and ADP hydrolysis were increased in the UHF-EMF group and no effect was observed in the activities of SOD and of CAT, suggesting no free radicals participation in these results. It is still necessary a lot of studies to determine which the UHF-EMF transductions mechanisms in biological systems and that forms this interaction happens, but these results suggest: (a) a role for the free radicals in, at least, some of the effects attributed to UHFEMFs and (b) that the organisms in formation phase may be more sensitive to these fields. Finally, we suggested that biological systems may suffer the irradiation action with an amount of energy lesser than the energy believed to promote some effect in the metabolism.

Estudos de transitórios eletromagnéticos são importantes fontes de informação para que os transformadores sejam dimensionados de maneira correta. No entanto, para que tais estudos sejam bem sucedidos, os modelos utilizados devem refletir com fidelidade o comportamento do equipamento. Este trabalho mostra como os elementos do modelo de um transformador são influenciados pelas dimensões geométricas de sua parte ativa. Também introduz uma formulação alternativa, para o transformador saturável (STC) do ATP, desenvolvida dentro do programa MATLAB. Os ramos RL foram representados usando o Método de Integração Trapezoidal e a magnetização foi equacionada pelo Método da Compensação. Uma das contribuições que esta dissertação oferece é a possibilidade de identificar erros numéricos que ocorrem em simulações do ATP, bem como permitir a interpretação de resultados que apresentem oscilações numéricas. / Electromagnetic transient studies are an important source of information to develop transformer dimensioning. But, for the success of that purpose, it is important the models which are being used reflect with fidelity the behavior of the machine. This lecture presents how the transformer model elements are influenced by the active part geometrical dimensions. It also introduces an alternative formulation for the ATP saturable transformer (STC), written inside the MATLAB program. The RL branches are represented using the Trapezoidal Rule and the magnetization by the Compensation Method. One of the contributions of this dissertation is the possibility to identify numerical errors that occur in ATP simulations, and also permit numerical oscillatory results interpretation.

Neste trabalho aborda-se a análise de redes de antenas de microlinha moldadas sobre superfícies cilíndricas utilizando-se o método da função de Green calculada no domínio da transformada de Fourier. Determina-se, inicialmente, um sistema de equações cuja solução fornece a função de Green transformada para a estrutura cilíndrica com M camadas dielétricas. Esse sistema, apresentado pela primeira vez na literatura, é composto de tal forma que estruturas contendo múltiplas superfícies condutoras podem ser analisadas, o que permite o modelamento de diversos tipos de antena de microlinha, incluindo aquelas com elementos parasitas e um ou mais superestratos. Resolve-se, em seguida, o sistema de equações obtido para dois casos particulares (M=! e M=2) determinando-se, assim, a função de Green transformada para a estrutura cilíndrica sem e com cobertura dielétrica. Obtém-se, ainda, expressões assintóticas para essas funções as quais são aplicadas à determinação dos campos distantes de alguns tipos de antena. A função de Green transformada para o caso M=2 e as expressões assintóticas também são apresentadas pela primeira vez. Para possibilitar o cálculo das impedâncias própria e mútua de redes de antenas de microlinha com cobertura dielétrica, alimentadas por provas coaxiais, determina-se, empregando-se a função de Green obtida para o caso M=2, um sistema de equações integrais cujas incógnitas são as distribuições de corrente das antenas da rede e que é solucionado através da aplicação do método dos momentos. Desenvolve-se expressões gerais para o cálculo das grandezas generalizadas do método dos momentos e aplica-se, como exemplo, a formulação obtida ao cálculo das impedâncias própria e mútua de duas antenas do tipo "wraparound". Os resultados obtidos são novos na literatura técnica. Determina-se, em seguida, o campo elétrico irradiado pela rede e analisa-se, através de um exemplo, o efeito da cobertura dielétrica no diagrama de irradiação e o efeito do acoplamento mútuo. Como o tipo de antena enfocado neste trabalho possui grande utilização em veículos aeroespaciais e em outras aplicações com requisitos de sistema bastante estringentes, aborda-se, na parte final do trabalho, o problema da interligação da antena de microlinha com as demais partes do sistema. Propõe-se a utilização de um enlace óptico e apresenta-se um modelo simples a partir do qual características relevantes, como a atenuação do enlace e a relação sinal-ruído, podem ser determinadas. Descreve-se a metodologia utilizada para a caracterização dos dispositivos optoeletrônicos necessários, os detalhes construtivos e os resultados dos testes de um protótipo do enlace óptico projetado de acordo com o modelo proposto.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2016. / A partir dos campos eletromagnéticos obtidos dos potenciais de Liénard-Wiechert gerados por uma carga pontual elétrica em movimento, construímos as equações de movimento para duas partículas carregadas. Para construir as equações de movimento usamos a força de Lorentz, dp/dt = q(E + v x B), onde E e B são os campos elétrico e magnético respectivamente e p é o momento relativístico. Fazendo um reescalonamento temporal e espacial obtemos um sistema de equações diferenciais que depende de apenas um parâmetro: a razão das massas. Com a dinâmica do sistema dependendo apenas da razão das massas e das condições iniciais, podemos simular um sistema elétron-pósitron e qualquer outro sistema de duas cargas elétricas pontuais. Para cada sistema podemos analisar à aceleração, velocidade e posição das partículas, à aceleração relativa, velocidade relativa e posição relativa das partículas bem como a do centro de massa e o tempo de decaimento. Analisando as equações do movimento em coordenadas polares deduzimos uma expressão para o tempo de decaimento das partículas, o qual depende do raio inicial e da razão entre as massas. / From the electromagnetic fields obtained from the Liénard-Wiechert potentials generated by an electric point charge in motion, we build the equations of motion for two charged particles. To build the equations of motion we use the Lorentz force, dp/dt = q(E + v x B), where E and B are the electric and magnetic fields respectively and p is the relativistic momentum. Making a temporal and spatial rescaling we obtain a system of differential equations which depends on only one parameter: the ratio of the masses. With the dynamics of the system depending only on the ratio of the masses and the initial conditions, we can simulate an electron-positron system and any other system two point electric charges. For each system we can analyze the acceleration, velocity and position of the particles, the relative acceleration, relative velocity and relative position of the particles as well as the center of mass and the decay time. Analyzing the equations of motion in polar coordinates we deduce an expression for the decay time of the particles, which depends on the initial radius and the ratio of the masses.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:26:52Z : No. of bitstreams: 1 140136.pdf: 2950196 bytes, checksum: fe409f0bde1df82a376abfe1196167ba (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T11:28:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:21:40Z : No. of bitstreams: 1 152853.pdf: 8593636 bytes, checksum: 709458ef231c558a4842c372b3854d20 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de um método de análise de dispositivos eletromagnéticos trifásicos alimentados por circuitos elétricos externos. O dispositivo eletromagnético é modelado pelo Método de Elementos Finitos em duas dimensões e o equacionamento do circuito é feito em variáveis de espaço de estados. Um acoplamento forte entre os dois sistemas de equações é conseguido utilizando-se as grandezas comuns a ambos, isto é: as correntes e as tensões nos enrolamentos do dispositivo eletromagnético. A montagem dos sistemas de equações é totalmente automática e sua resolução simultânea. Este método está implementado no programa denominado EFCIR, um Programa de Simulação Numérica de Conversores Estáticos Associados a Estruturas Eletromagnéticas Modeladas pelo Método de Elementos Finitos. A fim de validar o método proposto, foram realizadas simulações e comparações são feitas com o programa PSPICE.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:27:30Z : No. of bitstreams: 1 266675.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A proposta principal deste trabalho é apresentar um modelo para o varistor de óxido metálico de Zinco (ZnO) utilizado em pára-raios de alta tensão. Desenvolveu-se um modelo original por meio de um modelo matemático baseado na função de Langevin modificada. Quando comparada com curvas experimentais, a representação dos varistores por meio do modelo fornece resultados próximos à realidade. O modelo possui três parâmetros para serem encontrados. Desenvolveu-se uma metodologia de determinação dos valores dos parâmetros, a qual é realizada em um programa computacional. Os resultados obtidos por meio deste sistema comprovaram a capacidade de ajuste do modelo às curvas características relativas aos diferentes varistores e suas condições operacionais.Os três parâmetros do modelo proposto podem ser correlacionados com os fenômenos que regem os mecanismos de corrente de fuga, bem como permitem avaliar o processo de degradação do varistor ao longo da vida útil do pára-raios. Com base no modelo proposto e nos estudos desenvolvidos, uma nova metodologia é proposta para a avaliação dos varistores de ZnO. The main objective of this paper is to present a model for the zinc oxide (ZnO) varistor used in high voltage surge arresters. An original model was developed through a mathematical model based on the modified Langevin function. When compared to experimental curves, the modeled representation of the varistors provides results near reality. This model consists of three parameters to be determined. A methodology for determining the values for these parameters was developed, which is carried through in a computational program. The results obtained through this system corroborated the adjustment capacity of the model to the typical curves related to the different varistors and their operational conditions. The three parameters of the proposed model can be correlated with phenomena that conduct leakage current mechanisms. They also allow the evaluation of the process of varistor degradation during the whole working life of the arresters. Based on the proposed model and on carried out studies, a new methodology is proposed for the evaluation of the ZnO varistors.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:33:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224404.pdf: 2119095 bytes, checksum: 4722e29b52bac1e496478000165019d0 (MD5) / A concepção de produtos de alta qualidade geralmente envolve a resolução de problemas com múltiplos objetivos conflitantes e espaços de busca complexos. Os métodos de otimização evolucionária multiobjetivo são considerados como ferramentas apropriadas para a resolução desses problemas de alto grau de dificuldade. Esta tese, além de apresentar uma breve revisão sobre conceitos e métodos de otimização, detalha a implementação de um 'Algoritmo Genético MultiObjetivo' (AGMO) aliado a análises de sensibilidade para a otimização de dispositivos. A intenção é proporcionar ao engenheiro não apenas uma vasta gama de possíveis soluções (o que facilita negociações com seu cliente), mas também a possibilidade de conhecer melhor seu próprio problema. O presente trabalho traz duas contribuições principais: " Um algoritmo de otimização que trata os espaços de parâmetros e objetivos com igual importância, tornando mais fácil o processo de busca por soluções ótimas; " O desenvolvimento e incorporação de estudos de sensibilidade, com o intuito de verificar o quão estáveis são as soluções obtidas e de testar o 'modelo' adotado pelo engenheiro para representação de seu problema. Inúmeros exercícios (projetos) envolvendo o eletromagnetismo foram resolvidos a fim de avaliar a metodologia proposta; a principal aplicação é a otimização de antenas refletoras embarcadas em satélite. O desempenho e as características do AGMO em cada problema são discutidos. Apesar de estas discussões terem sido feitas para problemas específicos, elas são gerais e suas conclusões podem ser estendidas para qualquer tipo de projeto. La conception de produits de haute qualité inclut généralement la résolution de problèmes à objectifs multiples antagonistes dans des espaces de recherche complexes. Les méthodes d'optimisation évolutionnaires multiobjectif sont considérées comme des outils appropriés pour la résolution de ces problèmes difficiles. Cette thèse présente une brève revue des concepts et méthodes d'optimisation et détaille en outre l'implémentation d'un " Algorithme Génétique MultiObjectif " (AGMO) associé à des analyses de sensibilité pour l'optimisation de dispositifs. Le but est de fournir à l'ingénieur non seulement une ample variété de solutions (ce qui facilite les négociations avec son client), mais aussi la possibilité de mieux analyser son propre problème. Ce travail comprend deux contributions principales : " Un algorithme d'optimisation qui traite les deux espaces, celui des paramètres et celui des objectifs, sans en privilégier un, ce qui rend plus facile le processus de recherche des solutions optimales ; " Le développement et l'intégration d'études de sensibilité, destinées à vérifier la stabilité des solutions obtenues, et à tester le modèle adopté par l'ingénieur pour la représentation de son problème. Plusieurs exemples concernant l'électromagnétisme ont été analysés pour évaluer la procédure proposée ; la principale application est l'optimisation des antennes à réflecteurs pour des systèmes de satellites. La performance et les caractéristiques de l'AGMO sont discutées pour chaque problème. Même si ces discussions ont été proposées pour les quelques exemples spécifiques présentés, elles sont généralisables et leurs conclusions s'appliquent à n'importe quel projet.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T05:46:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241253.pdf: 6656944 bytes, checksum: 4dd7aeef47946e24b58f48b229c967f8 (MD5) / Esta tese apresenta uma análise teórica e experimental sobre as causas do aumento do ruído acústico de origem magnética em motores de indução trifásicos devido à excentricidade. São apresentados os fundamentos teóricos e conceituais referentes à geração do ruído acústico de origem magnética em máquinas elétricas e a metodologia para determinar as diversas harmônicas de indução presentes no entreferro de motores de indução trifásicos a partir das ondas de permeância e de força magnetomotriz. Através do tensor de Maxwell, são determinadas as ondas de força que atuam no entreferro devido à excentricidade, com ênfase no cálculo do modo de excitação e da freqüência de cada onda. A influência do enrolamento e da carcaça nas freqüências naturais de vibração do pacote de chapas do estator é considerada. Mostra-se que o aumento do ruído acústico de origem magnética devido à excentricidade é devido à geração de modos de excitação de baixa ordem, principalmente o modo dois. Isto acontece porque, para grandes excentricidades, não se pode desprezar a segunda harmônica de permeância de excentricidade. É analisada também a influência da excentricidade não uniforme ao longo do comprimento axial do rotor no ruído acústico e na vibração de origem magnética. A influência da excentricidade sobre a geração dos torques síncronos é analisada teoricamente. É apresentado um motor especialmente projetado e construído, incorporando um dispositivo que permite a variação da excentricidade independentemente nos dois mancais. A tese apresenta diversos aspectos de originalidade sobre o referido tema.