TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO

TRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO II

INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

Geração da energia elétrica através do magnetismo:

Curso: Engenharia elétrica - Turma ENE1AN-RJA Professora TIDIR: Raquel Tuyama

(Elson Júnior, Erivelton Oliveira, Felipe José, Hugo Alves, Nelson Araújo, Pedro Henrique Frade, Renato Henrique).

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Resumo ⎯ O objetivo deste trabalho é aplicar o eletromagnetismo como forma de energia sustentável.

Palavras-chave ⎯ Rotor magnético, magnetismo e campo magnético.

1. Introdução:

 Este trabalho descreve a forma existente de energia elétrica fabricada através de rotores magnéticos. No modelo desenvolvido para realizar a experiência, foram utilizados 4 imãs de HD, feito a partir de uma combinação de neodímio, ferro e boro, posicionados em um determinado ângulo para causar um movimento rotativo de uma ventoinha.

1. Referencial Teórico:

“O magnetismo é conhecido pelo homem há milhares de anos, mas o estudo dos seus princípios e mecanismos é relativamente recente.

“Magnetismo se define como a capacidade de atração em imãs, ou seja, a capacidade que um objeto possui de atrair outros objetos através de um domínio magnético. Este mesmo domínio é definido como uma região de material dentro da qual os átomos têm o mesmo alinhamento magnético. Um domínio, portanto comporta-se como um pequeno imã permanente”. (PADILHA, 2007, p.318)

Segundo Gonçalves ( 2006,p.26)

“ Podemos classificar os materiais magnéticos como Diamagnéticos que por sua vez são materiais que se colocados na presença de um campo magnético tem seus ímãs elementares orientados no sentido contrário ao sentido do campo magnético aplicado. Paramagnéticos é simplesmente a tendência que os dipolos magnéticos atômicos têm de se alinharem paralelamente com um campo magnético externo e o Ferromagnético que são materiais que se imantam fortemente se colocados na presença de um campo magnético. São exemplos de substâncias ferromagnéticas : Ferro,Cobalto e Níquel”.

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Figura 1.1 – Linhas de força de campo magnético ao redor de uma barra Magnética.

Fonte: Materials Science and Engineering, (CALLISTER, 2007, p.27)

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Figura 1.2 – Linhas de campo magnético, (HExt) atravessando um material ferromagnético. (CALLISTER, 2007, p.27)

A dependência de B em relação ao campo externo H para um material que exibe comportamento diamagnético e paramagnético é apresentado na Figura 1.3

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Figura 1.3 - Representação esquemática da densidade de fluxo B versus força do campo magnético H para materiais diamagnéticos, paramagnéticos.

Fonte: Materials Science and Engineering, (CALLISTER, 2007, p.28)

“Os materiais diamagnéticos possuem uma permeabilidade relativa ligeiramente inferior a um (por exemplo, o cobre, com μr = 0.999991), e apresentam a característica de que na presença de um campo magnético, se opõem fracamente a ele. Em outras palavras, quando um material diamagnético é colocado na presença de um campo magnético, ele é repelido. Exemplos desses materiais são, vidro, água, antimônio, bismuto, chumbo, cobre e gases raros”. (CALLISTER, 2007, p.28)

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Figura 1.4 – Configuração do dipolo atômico – material paramagnético.

Fonte: Materials Science and Engineering, (CALLISTER, 2007, p.28)

“Os materiais paramagnéticos possuem uma permeabilidade relativa ligeiramente superior a 1 (por exemplo o alumínio, com μr = 1.00000036) e, na presença de um campo magnético os seus momentos de dipolos magnéticos se alinham fracamente com ele. Quando esse campo é retirado, eles voltam a se desalinhar. Em outras palavras, quando um material paramagnético é colocado na presença de um campo magnético ele é atraído por ele. Figura 1.5. Exemplo desses materiais são, oxigênio, sódio, sais de ferro e de níquel, alumínio e silício”. (CALLISTER, 2007, p.29)

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Figura 1.5 – Configuração do dipolo atômico – material diamagnético.

Fonte: Materials Science and Engineering , (CALLISTER, 2007, p.29)

1. Materiais e Métodos:

O modelo escolhido foi uma ventoinha de PC de 92mm de diâmetro e 15 mm de

espessura.

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Figura 1.6 –  Montagem do protótipo.

Foram dispostos quatro imãs de HD ao seu redor, de modo que, com a aproximação manual do imã externo, pudesse causar um movimento rotativo. Os imãs foram igualmente espaçados em um setor angular de 72 graus, visando a uma distância

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Figura 1.7 – Posicionamento dos quatro imãs ao redor da ventoinha para causar o movimento rotativo.

entre eles de modo a permitir, com a aproximação manual do imã externo, um movimento contínuo. Este imã de HD contém o neodímio (Nd) um raro elemento metálico da Terra localizado em 60, na tabela periódica de elementos. De todos os elementos raros da Terra, Nd é o mais propenso a reagir e combinar com outros elementos, sendo assim forma se uma sinterização (o processo que mistura o neodímio em pó, ferro e boro num forno de sinterização). Com está combinação temos o que chamamos imã de neodímio.