Materiais Magnéticos

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Alícia Bruna Garrido Cipriano
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1 MATERIAIS ELÉTRICOS - MEL Materiais Magnéticos Prof. Fabiano F. Andrade 2010 Roteiro da Aula Imãs Naturais e Imãs Artificiais Classificação dos Materiais Magnéticos Características Relevantes Curva de Magnetização e Laços de Histerese Influência da Temperatura Propriedades x Finalidades (quadro) Perdas por Histerese e Correntes Parasitas (quadro) Aplicações dos Materiais Magnéticos (apostila) Referências: Callister (2007), Padilha (1997) e apostila da UFU Prof. Carlos Tavares. Prof. Fabiano F. Andrade

2 Imãs Naturais e Imãs Artificiais Imãs naturais: são minerais encontrados na natureza com propriedades magnéticas, como a Magnetita, que é um óxido de Ferro (Fe3O4). Imãs artificiais são elementos com corpo de material ferromagnético que adquirem propriedades magnéticas quando submetidos à um intenso campo magnético, por fricção com um íman natural ou pela ação de correntes elétricas (eletromagnetismo). um imã permanente é feito de aço magnetizado (ferro com alto teor de carbono), afim de manter permanentemente seu poder magnético. um imã temporal é temporariamente magnetizado por uma fonte de ondas eletromagnéticas (ferro com maixo teor de carbono) Prof. Fabiano F. Andrade Classificação dos Materiais Magnéticos Ao aplicarmos um campo magnético externo, os domínios se alinham na direção deste campo e podem permanecer ou não alinhados depois de retirarmos o campo: Duros: são aqueles que ao retirarmos o campo magnético externo, o alinhamento dos domínios permanece. Moles, macios ou doces: o alinhamento dos domínios desaparece ao retirarmos o campo magnético externo. Prof. Fabiano F. Andrade

3 Classificação dos Materiais Magnéticos Fisicamente, os materiais magnéticos podem ser classificados, quanto à permeabilidade, como: Ferromagnéticos (ferro, níquel, cobalto, aço) caracterizamse por uma magnetização espontânea e totalmente independente de campos magnéticos externos. possuem uma permeabilidade magnética (μ) centenas ou milhares de vezes, maior que a do vácuo (μo) a grandeza desta magnetização depende da temperatura, que se ficar acima da crítica (conhecida por Temperatura de Curie - variável para cada material: ferro 7700C, cobalto 7700C, níquel 3650C) o material perde suas propriedades magnéticas estes materiais a provocam oca uma forte concentração das linhas de fluxo do campo que os interceptam. Prof. Fabiano F. Andrade Classificação dos Materiais Magnéticos Diamagnéticos: Estes materiais afastam ligeiramente as linhas de fluxo que os interceptam. A direção do campo adicional (formado através da teoria dos domínios) é oposta à do campo externo fazendo com que o campo resultante seja menor que o campo externo. Sua permeabilidade magnética é menor que a do vácuo. exemplos: vidro, água, antimônio, bismuto, chumbo, cobre, gases raros. Prof. Fabiano F. Andrade

4 Classificação dos Materiais Magnéticos Paramagnéticos: estes materiais tendem a concentrar ligeiramente as linhas de fluxo que os interceptam. A direção do campo adicional é a mesma do campo externo, portanto, o campo resultante é maior que o campo externo. Sua permeabilidade magnética é ligeiramente maior que a do vácuo. exemplos: oxigênio, sódio, sais de ferro e de níquel, alumínio, silício. Prof. Fabiano F. Andrade Exemplos de Permeabilidade Magnética Ferromagnéticos Paramagnéticos Diamagnéticos O bismuto apresenta uma variação em sua resistência elétrica quando atravessado pelo fluxo magnético, sendo por isso aproveitado em instrumentos de medição de campo magnético Prof. Fabiano F. Andrade

5 Características Relevantes Retentividade: representa a capacidade de um material reter mais ou menos o magnetismo. O aço, por exemplo, possui maior retentividade do que o ferro doce. Relutância: quantifica o nível de oposição ao estabelecimento do fluxo no circuito magnético imposta por um material. a relutância pode ser obtida a partir das características magnéticas e geométricas do material, conforme: Prof. Fabiano F. Andrade Características Relevantes Permeância: é a recíproca da relutância, ou seja, uma espécie de medida do nível de facilitação ao estabelecimento do fluxo no circuito magnético de um material (análogo à condutância). Permeabilidade: medeéograudemagnetização magnetização de um material em resposta a um campo magnético. a permeabilidade é função da temperatura e da intensidade de campo magnético aplicado. A permeabilidade relativa, por vezes escrita com o símbolo μr e frequentemente apenas com μ, é a razão entre a permeabilidade absoluta e a permeabilidade do vácuo μ o Prof. Fabiano F. Andrade

6 Curva de Magnetização por Ciclamento Prof. Fabiano F. Andrade Curva de Magnetização e Laços de Histerese Prof. Fabiano F. Andrade

7 Clico de Histerese Prof. Fabiano F. Andrade Influência da Temperatura Temperatura de Curie Prof. Fabiano F. Andrade

8 Últimos tópicos: Propriedades x Finalidades (quadro) Perdas por Histerese e Correntes Parasitas (quadro) Aplicações dos Materiais Magnéticos (apostila) Prof. Fabiano F. Andrade

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