Conversão de energia eletromecânica

Conversão Eletromecânica de Energia

ENGENHARIA ELÉTRICA – 5° SEMESTRE

INTRODUÇÃO

O magnetismo representa uma parte importante em quase todos os equipamentos elétricos usados hoje em dia, sejam eles industriais, de pesquisa ou domésticos. Os geradores, motores elétricos, transformadores, disjuntores, aparelhos de televisão, computadores, gravadores e telefones empregam efeitos magnéticos para realizar uma variedade de importantes tarefas.

OBJETIVO

O objetivo geral deste trabalho é avaliar o processo de magnetização a curva de magnetização lei de ohm para circuitos magnéticos Indução magnética entre outros.

ETAPA 2

PASSO 1

Todo imã tem dois pontos opostos que atraem pedaços de ferro. Esses pontos são chamados de polos do imã: o polo norte e o polo sul.

Exatamente da mesma forma que as cargas elétricas iguais se repelem e as cargas opostas se atraem, os polos magnéticos iguais se repelem e os polos opostos se atraem. A força que o imã exerce atraindo pedaços de ferro é denominada campo magnético.

A força magnética pode ser evidenciada espalhando-se limalha de ferro sobre uma placa de vidro ou sobre uma folha de papel, colocada sobre um imã em barra.

Na região do espaço em torno de um ímã permanente existe um campo magnético, que pode ser representado por linhas de campo magnético semelhante às linhas de campo elétrico. Estas linhas de força que saem do polo norte do imã, percorrem o ar ao seu redor e entra novamente no imã pelo polo sul, formando um percurso fechado de força. Quanto mais forte o imã, maior o número de linhas de força.

Em 1819, o cientista dinamarquês Oersted descobriu uma relação entre o magnetismo e a corrente elétrica. Ele observou que uma corrente elétrica ao atravessar um condutor produzia um campo magnético em torno do condutor. A limalha de ferro, ao formar uma configuração definida de anéis concêntricos em torno do condutor, evidencia o campo magnético da corrente que percorre o fio.

Cada seção do fio possui em seu redor esse campo de força, num plano perpendicular ao fio. A intensidade do campo magnético em torno do condutor que conduz uma corrente depende da intensidade da corrente. Uma alta corrente produz inúmeras linhas de força que distribuem até as regiões distantes do fio, enquanto uma corrente baixa produz poucas linhas próximas do fio.

A regra da mão direita é uma forma conveniente de se determinar a relação entre o fluxo da corrente num condutor (fio) e o sentido das linhas de força do campo magnético em torno do condutor.

UNIDADES MAGNETICAS

A unidade de campo magnético (H) no Sistema Internacional é Ampère por metro [A/m]. Apesar de um esforço em utilizar as unidades do SI, muito equipamentos de medidas ainda utilizam as unidades do sistema CGS, no qual o campo é medido em oersted [Oe]. As unidades gauss [G], no CGS e tesla [T] no SI referem-se a indução magnética (B) - também denominada de densidade de fluxo magnético..

As expressões abaixo mostram a relação entre H e B no SI e no CGS:

B = mo (H + M) (SI)

B = H + 4pM (CGS)

Nestas expressões, M representa a magnetização de um material na presença de um campo magnético e.

mo (= 4p10-7 Hm) é a permeabilidade magnética do vácuo.

Na ausência de um material, ou seja, no ar, as expressões tornam-se.

B = moH (SI)

B = H (CGS)

Portanto, no ar, em unidades CGS, o campo magnético é igual à indução magnética e a unidade gauss é numericamente equivalente a oersted.

No SI, para transformar um valor em A/m é necessário multiplicar pela permeabilidade magnética do ar (mo).

A tabela abaixo traz a conversão das unidades

Medida de Em unidades de Multiplique por Para obter

Campo Magnético Oe 79,7 A/m

Indução Magnética G 0,0001 T

CURVA DE MAGNETIZAÇAO

Vista em alguns materiais magnéticos, a saturação magnética é o estado alcançado quando um aumento na aplicação externa de um campo magnético H não pode aumentar a magnetização do material adicionalmente, de modo que o campo magnético total B limita-se. Nesta condição o material de um ímã está totalmente magnetizado, e virtualmente todos os domínios magnéticos estão alinhados na mesma direção, contrariamente a um ímã que não está totalmente saturado, quando alguns dos domínios magnéticos não estão em alinhamento ao longo do eixo principal do

Curvas de magnetização de 9 materiais ferromagnéticos, mostrando saturação. 1.Aço carbono, 2.Aço com silício, 3.Aço fundido, 4.Aço com tungstênio, 5.Ímã de aço, 6.Ferro fundido, 7.Níquel, 8.Cobalto, 9.Magnetita.

ETAPA 2

PASSO 2

Histerese

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 invertermos o sentido do campo, o domínios também inverterão sua orientação. Num transformador, o campo magnético muda de sentido muitas vezes por segundo, de acordo com o sinal aplicado. Ao inverter sua orientação, os domínios precisam superar o atrito e a inércia. Ao fazer isso, dissipam certa quantidade de potência na forma de calor, que é chamada de perda por histerese.

Uma família de curvas de histerese medida com uma densidade de fluxo modulada com frequência de