Curso Técnico em Mecatrônica. Exemplos de Máquinas Elétricas. Introdução à Máquinas Elétricas. Magnetismo. Máquinas Elétricas Plano de Ensino

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1 Curso Técnico em Mecatrônica Máquinas Elétricas Plano de Ensino 4º Módulo 2017/2 Professor: Thiago Mombach Introdução à Máquinas Elétricas Máquinas Elétricas são equipamentos que transformam energias, onde pelo menos uma dessas energias é energia elétrica; As máquinas elétricas podem ser estáticas (transformadores) e rotativas (motores e geradores); Exemplos de Máquinas Elétricas Gerador recebe energia mecânica no seu eixo e a transforma em energia elétrica; Motor recebe energia elétrica nos terminais e transforma em energia mecânica no eixo; Transformador recebe energia elétrica no primário e fornece energia elétrica no secundário. Magnetismo Ímã: Apresenta linhas de força que se deslocam do norte para o sul;

2 Aproximação de dois Ímãs Pólos magnéticos iguais se repelem; Pólos magnéticos diferentes se atraem. Magnetismo Ímã permanente mantêm o magnetismo mesmo quando o campo magnético externo é afastado; Ímã temporário é incapaz de manter o magnetismo quando o H externo é retirado; Ex: Eletroímã. Intensidade de Campo Magnético H É um vetor que representa o quão forte é o campo magnético H. Também determina o sentido do campo, que é dado pelas linhas de força. O campo magnético aparece em ímãs e também quando há o deslocamento de cargas elétricas em um condutor. Unidade de campo magnético: u[h] = Ae/m ou A/m Fluxo magnético Φ É a quantidade de linhas de força que saem do ímã e atravessam uma determinada superfície. Unidade [Φ] = weber (Wb) 1 Wb = linhas de H. Densidade de fluxo magnético B Também chamado de Indução magnética. É o fluxo magnético que passa por uma superfície perpendicular ao sentido do fluxo. Em outras palavras, mede a concentração das linhas de força em cada ponto do campo magnético

3 Exemplo 1)Qual a densidade de fluxo quando existe um fluxo de 600µWb através de uma área de 0,0003m2. Exercícios 1)Um transformador de distribuição trabalha com um campo magnético variável senoidalmente no tempo cuja indução máxima vale 1,6 T. A figura correspondente à seção transversal do seu núcleo é um retângulo de 12cm x 10 cm. Calcule o seu fluxo magnético máximo. Materiais Magnéticos São aqueles que podem ser atraídos ou repelidos por um ímã e que podem ser magnetizados. Ferromagnéticos são fortemente atraídos por ímãs; Ex: ferro, aço, níquel. Paramagnéticos são fracamente atraídos por ímãs de grande poder magnético; Ex: madeira alumínio, platina. Diamagnéticos são ligeiramente repelidos por ímãs; Ex: ouro, zinco, mercúrio. Permeabilidade Relativa µ r Relaciona a permeabilidade de um material com a permeabilidade no vácuo. µ r = µ/µ 0 Exemplo 1)Um ferro apresenta uma permeabilidade de 12,57x10-4 H/m. Calcular a permeabilidade relativa do mesmo. µ= µ r.µ 0 µ= µ r.µ 0

4 Eletromagnetismo Relaciona as áreas de magnetismo com eletricidade. Em 1819, o dinamarquês Oersted observou que ao passar uma corrente elétrica por um condutor, surgia um campo magnético. Eletromagnetismo Um condutor percorrido por corrente elétrica produz um campo magnético circular ao seu redor. O sentido das linhas de força é dado pela regra da mão direita. Eletromagnetismo Uma bobina percorrida por corrente elétrica produz um campo magnético que se concentra no interior da bobina e cujo sentido é dado pela regra da mão direita para bobinas. Comparação entre ímãs permanentes e eletroímãs Eletroímãs: Possibilidade de variação da intensidade do campo magnético; Possibilidade de inversão de polaridade; Facilidade de obtenção de campo muito intenso; Possibilidade de anulação do campo magnético. Comparação entre ímãs permanentes e eletroímãs Ímã permanente: Nenhum consumo de energia elétrica; Facilidade de construção de peças pequenas e detalhadas Lei de Ampère Relaciona o campo magnético criado pela corrente com a geometria do condutor Para um condutor retilíneo: H=NI/L Onde: H= intensidade de campo magnético. N= número de espiras do condutor. I= corrente elétrica que passa no condutor. L= perímetro do meio magnético em m.

5 Exemplo 1)Calcular a intensidade de campo magnético e a indução, no vácuo, a uma distância de 12 mm do centro de um fio retilíneo com uma corrente de 500 A. H = I / (2.π.r) B =µ 0.H Relutância Magnética É a oposição a passagem do fluxo magnético. Rm=l/(µ.A) onde: l=perímetro do meio magnético. µ=permeabilidade magnética. A=área do meio magnético. Unidade: Ae/Wb