Propriedades dos materiais magnéticos

Transcrição

1 Com o uso de materiais magnéticos, obtém-se densidades elevadas de fluxo magnético com níveis baixos de força magnetomotriz. F = N i = φ R Joaquim Eloir Rocha 1

2 A densidade de energia eleva-se com o aumento da densidade de fluxo. Assim, o dispositivo de conversão de energia exige um volume menor para a conversão dessa energia. Joaquim Eloir Rocha 2

3 Os materiais magnéticos também são usados para direcionar os campos magnéticos. Em transformadores, maximizam o acoplamento entre os enrolamentos, assim diminuem a corrente de excitação. Joaquim Eloir Rocha 3

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5 Os materiais ferromagnéticos mais comuns são os compostos de ferro e de ligas de ferro com cobalto, tungstênio, níquel, alumínio e outros metais. São compostos por um grande número de domínios magnéticos. Joaquim Eloir Rocha 5

6 Domínios magnéticos são regiões nas quais os momentos magnéticos de todos os átomos estão em paralelo, dando origem a um momento magnético resultante. Joaquim Eloir Rocha 6

7 Em uma amostra não magnetizada de material ferromagnético, os momentos magnéticos estão orientados aleatoriamente e o fluxo magnético resultante é zero. Joaquim Eloir Rocha 7

8 Quando uma força magnetomotriz externa é aplicada, os momentos dos domínios magnéticos tendem a se alinhar com o campo magnético aplicado. Como resultado, os momentos magnéticos dos domínios somam-se ao campo aplicado, produzindo uma grande densidade de fluxo. Joaquim Eloir Rocha 8

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10 À medida que a força magnetomotriz aumenta, esse comportamento continua até que todos os momentos magnéticos estejam alinhados com o campo aplicado. Nesse ponto, o material está saturado. Joaquim Eloir Rocha 10

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12 Quando o campo aplicado é reduzido até zero, os momentos dos dipolos magnéticos não são mais totalmente aleatórios em suas orientações. Eles retêm uma componente de magnetização residual. Esse efeito é conhecido como histerese magnética. Joaquim Eloir Rocha 12

13 A relação entre B e H em um material ferromagnético é não linear e plurívoca. As características do material são apresentadas em forma de curvas determinadas empiricamente. Joaquim Eloir Rocha 13

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15 Cada curva B-H ou laço de histerese é obtida variando-se ciclicamente a intensidade de campo H. Joaquim Eloir Rocha 15

16 Em engenharia é suficiente descrever o material por uma curva unívoca, obtida pela plotagem de valores máximos de B e H nas extremidades dos laços de histerese. Essa curva é conhecida como curva de magnetização cc ou normal. Joaquim Eloir Rocha 16

17 A curva de magnetização cc despreza a histerese do material. Joaquim Eloir Rocha 17

18 Analisar o exemplo 1.7 da página 37. Joaquim Eloir Rocha 18