FORÇA DE ORIGEM MAGNÉTICA NO ENTREFERRO

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1 AOTILA DE ELETROMAGNETIMO I ORÇA DE ORIGEM MAGNÉTICA NO ENTREERRO E u circuito aético o fuxo produzido peo seu capo deve percorrer u caiho fechado. e este circuito tiver etreferros, ees aparecerão dipoos aéticos, fazedo co que cada ado de u etreferro fique sujeito a ua força de atração. Verificaos etão que a preseça do capo aético este circuito co etreferros irá desevover ua tedêcia de fechar esses etreferros, justificado etão o efeito da ação destas forças de atração útua. orças oriiadas a partir de capos aéticos são de rade apicação e uerosos dispositivos eetroaéticos, tais coo, reés, eetroíãs, istruetos de edida, otores e eradores eétricos, etc. A desidade de eeria arazeada u capo aético é dada por: w 1 r r 1 1 H μh μ ( J / 3 ) (15.1) Esta expressão é aáoa àquea da eeria arazeada o capo eétrico, dada pea etade do produto escaar etre os vetores da desidade de fuxo e a correspodete itesidade de capo. Já vios e apicações ateriores que a reutâcia do circuito aético é e era uito eor que a reutâcia do etreferro. odeos cosiderar etão que quase toda a produzida é utiizada para vecer o etreferro arazeado ee praticaete toda a eeria aética. E vista da distâcia do etreferro ser uito pequea e reação ao coprieto (édio) do circuito aético, podeos aditir o capo aético o etreferro coo sedo uifore. Co isto, a eeria aética arazeada o etreferro vae: ode: V Voue do etreferro eção trasversa do etreferro coprieto do etreferro. W 1 w. V.. ( J) (15.) μ upohaos aora que este etreferro seja atido aberto ediate a apicação de ua força extera de óduo. e esta força varia e aueta a distâcia etre os ados do etreferro de u icreeto d, etão u ieiro acréscio a correte será observado para que se ateha costate e u acréscio de eeria arazeada dw será dado por: dw d (15.3) μ Este acréscio de eeria arazeada ipicará u icreeto de trabaho extero reaizado que, desevovido o etreferro, pode assi ser escrito: dw d ( J) (15.4) UNE Naasso ereira de Acatara Juior Caudio Vara de Aquio

2 AOTILA DE ELETROMAGNETIMO I 14 O trabaho icreeta reaizado pea força extera correspode ao acréscio de eeria arazeada o capo aético. ea iuadade etre as expressões (15.4) e (15.3) tereos a itesidade da força exercida o etreferro dada por: (15.5) μ Exepo 15.1 U eetroaeto e fora de U, seudo a fiura 15.1 abaixo, susteta ua barra de ferro. O coprieto édio do eetroaeto adicioado ao da barra perfaz 1 e o cotato ferro-ferro etre ees é estabeecido por âias de cobre de 1 de espessura. A área de cotato é a de u círcuo co,1. e a pereabiidade reativa do ateria utiizado é 18 e o úero de apères-espiras é 1 ka, qua é o peso da barra sustetada? oução: ou 1 ka Espaçador de cobre NI + μ μ μ ea codição de fuxo cou estabeecido o circuito r i estrutura aética do eetro-íã. orças que atua a barra e equiíbrio: Daí φ N I + μ μrμ NI μ + μ μ ( ) r r 7 18 x 4π x1 x, 1 x 1 x18 x, 1x, 1+ 1x, 16 Área efetiva o etreferro de cobre (ateria ão aético), cosiderado o espraiaeto das ihas de capo, 1 πr R, 178 (, 178+, 1) 16 π, ea aáise do circuito aético teos: NI H + H, 491 T A força que equiibra a barra e copesa o seu peso reaiza u trabaho o capo aético, sedo dada por:, 491 x, 16 μ 7 x 4π x1 E o peso da barra é etão N ou 193, tf 965 N UNE Naasso ereira de Acatara Juior Caudio Vara de Aquio

3 AOTILA DE ELETROMAGNETIMO I 143 Exepo 15. Deteriar o úero de apères-espiras ecessários para erar ua força aeto otriz de odo a ater u etreferro de 1 a estrutura ferroaética da fiura 15., cotra a ação de ua oa cuja costate eástica K 5 1 N/. Nesta situação, sabe-se que a distesão da oa é de c. Desprezar o espraiaeto e a reutâcia do ferro. oução: 1 c espessura c c 1 i estrutura ferroaética do exepo 16. orças aetes a parte óve: A codição de equiíbrio ipõe que ode a a a oa oa K x oa oa N 1 a μ H 5N H (, 1, ) μ a 5 H A. esp / μ Cosiderado apeas a preseça dos dois etreferros x x,1 H 399 apères espiras UNE Naasso ereira de Acatara Juior Caudio Vara de Aquio

4 AOTILA DE ELETROMAGNETIMO I 144 EXERCÍCIO 1) - O eetroaeto ostrado a fiura abaixo é projetado para suportar ua força que tede a fechar o etreferro, equivaete ao peso de ua assa de 1 toeadas. Qua é a áxia correte peritida para a qua a força ão exceda esse vaor? O eroaeto possui 1 espiras, e a pereabiidade reativa do ateria do úceo aético é 4. seção trasversa,4,5 diâetro,4 etreferro,1 i. 1 - i. do probea 1 )- O Objetivo deste probea é deostrar a iportâcia de u bo projeto do circuito aético e u dispositivo eetroaético. U eetroíã é costruído co chapas de aço siício. O úero de espiras o eroaeto é 1. Dois circuitos aéticos são propostos (fiuras e 3). E cada proposta, cacuar a correte que deve circuar o eroaeto para se evatar os seuites pesos: 1 tf, tf, 5 tf. Desprezar o espraiaeto. reecha os vaores da tabea I, e cacue o voue de ateria aético asto e cada caso. Tire as suas cocusões i. - circuito 1 p/ p probea i. 3 - circuito p/ o probea Tabea I - preecha co os vaores obtidos de correte eso correte (A) (T) circuito 1 circuito 1 5 UNE Naasso ereira de Acatara Juior Caudio Vara de Aquio

5 AOTILA DE ELETROMAGNETIMO I 145 3) Cacuar a correte que deve circuar a bobia de 1 espiras da suspesão aética da fiura abaixo, de fora a evatar u peso de 8 N. O íã peraete possui c de coprieto, área 3 c, e característica de aetização ostrada a outra fiura. A orietação do íã é ta que seu fuxo se adicioa ao da bobia. O etreferro é de, e a área s dos detes é 1 c. Desprezar o espraiaeto e a reutâcia do ferro. íã bobia Área s arte óve uspesão aética do probea 3 r,8 i μ H i + r Característica de desaetização do íã do probea 3. UNE Naasso ereira de Acatara Juior Caudio Vara de Aquio