TRABALHO DE CONVERSÃO

Etapa 2

Passo 1

Circuito Magnético

É chamado circuito magnético de um dispositivo em que as linhas de força do campo magnético são canalizados através da elaboração de um caminho fechado. Para os materiais de fabrico utilizado ferromagnético, uma vez que estes têm uma permeabilidade magnética muito mais elevada do que o ar ou espaço vazio e, portanto, o campo magnético tende a ser confinada dentro do material chamado núcleo. O chamado aço elétrico é um material cuja permeabilidade magnética é excepcionalmente elevada e, portanto, adequado para núcleos de produção.

Um circuito magnético simples é um anel ou touro material ferromagnético facto envolvido por uma bobina através do qual transportando uma corrente eléctrica. O último cria um fluxo magnético no anel, cujo valor é dado por:

[pic 2]

Onde [pic 3]é o fluxo magnético, [pic 4]que é a força magnetomotriz, definida como o produto do número de espiras N para a corrente I [pic 5]() e [pic 6]é a relutância, que pode ser calculada por:

[pic 7]

Onde [pic 8]é o comprimento do circuito, medido em metros, que representa a permeabilidade magnética do material, medida em H / m (Henry / metro) e a área da secção do circuito (secção do núcleo magnético, perpendicular ao fluxo), em m .[pic 9][pic 10]

Os circuitos magnéticos são importantes em engenharia elétrica, assim como a base teórica para a construção de transformadores, motores elétricos, muitos disjuntores, relés, etc.

Tesla (símbolo T) é a unidade usada pelo SI para densidade de fluxo magnético, comumente chamado de B. Uma partícula carregando a carga de 1 coulomb passando por um campo magnético de 1 tesla

Unidades Magnéticas

Velocidade perpendicular ao campo de 1 metro por segundo sente a força de 1 newton. Um tesla é aproximadamente a magnitude de um grande imã comum. O campo magnético da Terra varia dependendo da região. Na superfície polar, a intensidade do campo magnético é de aproximadamente 70 microteslas, já na região equatorial esse valor cai pela metade. Os maiores campos magnéticos conhecidos são de gigateslas e provém de magnetars, que são estrelas de nêutrons.

CURVAS DE MAGNETIZAÇÃO[pic 11]

As curvas de magnetização e histerese são as principais características dos materiais magnéticos. Atualmente, a teoria do magnetismo ainda é insuficiente para a quantificação ou modelagem destas curvas em termos puramente teóricos, mesmo sabendo-se com precisão a composição do material. Esta falha na teoria não é um grande problema, pois embora tal previsão seja possível, o processo de projeto de circuitos magnéticos utilizado nas indústrias e universidades, implicaria que ela seja suficientemente simples para ser útil. O processo seguido para determinar as propriedades de ligas magnéticas, consiste em fazer o levantamento experimental de cada uma das propriedades das amostras de cada tipo de material. Frequentemente, se fazem alguns testes destrutivos, em cada lote de fabricação. Os dados são então utilizados nas curvas características do material em questão.

Passo 2

Histerese

A histerese é a tendência de um material ou sistema de conservar suas propriedades na ausência de um estímulo que as gerou. Podem-se encontrar diferentes manifestações desse fenômeno. A palavra "histerese" deriva do grego antigo υστέρησις, que significa 'retardo', que foi cunhada pelo Sir. James Alfred Ewing em 1890.

Histerese magnética

[pic 12]

Uma família de curvas de histerese medida com uma densidade de fluxo modulada sinusoidalmente com frequência de 50 Hz e campo magnético variável de 0,3 T a 1,7 T.
B = Campo magnetico [T] ou [Wb/m²]
H = Intensidade de Campo magnético [A/m] ou [A.e/m]
BR = Remanescência
HC = Coercividade

Quando o campo magnético B (Tesla) aplicado num material ferromagnético for aumentado até a saturação e em seguida for diminuído, a densidade de fluxo não diminui tão rapidamente quanto o campo H. Dessa forma quando H chega a zero, ainda existe uma densidade de fluxo remanescente, Br. Para que B chegue a zero, é necessário aplicar um campo negativo, chamado de força coercitiva. Se H continuar aumentando no sentido negativo, o material é magnetizado com polaridade oposta. Desse modo, a magnetização inicialmente será fácil, até quando se aproxima da saturação, passando a ser difícil. A redução do campo novamente a zero deixa uma densidade de fluxo remanescente, -Br, e, para reduzir B a zero, deve-se aplicar uma força coercitiva no sentido positivo. Aumentando-se mais ainda o campo, o material fica novamente saturado, com a polaridade inicial

Esse fenômeno que causa o atraso entre densidade de fluxo e campo magnético é chamado de histerese magnética, enquanto que o ciclo traçado pela curva de magnetização é chamado de ciclo de histerese.

Exemplo de histerese com metais

Quando o ferro não está magnetizado, seus domínios magnéticos estão dispostos de maneira desordenada e aleatória. Porém, ao aplicar uma força magnetizante, os domínios se alinham com o campo aplicado. Se invertemos o sentido do campo, os domínios também inverterão sua orientação. Num transformador, o campo magnético muda de sentido muitas vezes por segundo, de acordo com o sinal alternado aplicado. E o mesmo ocorre com os domínios do material do núcleo. Ao inverter sua orientação, os domínios precisam superar o atrito e a inércia. Ao fazer isso, dissipam uma certa quantidade de potência na forma de calor, que é chamada de perda por histerese.