ELETROTÉCNICA -1 / 34. Dipolos magnéticos:

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1 ELETROTÉCNICA -1 / 34. Dipolos magnéticos Dipolos magnéticos: - Determinam o comportamento dos materiais num campo magnético; - Tem origem no momentum angular dos elétrons nos íons ou átomos que formam a matéria. ELETRICIDADE -1 / 34.

2 ELETROTÉCNICA -2 / 34. Dipolos magnéticos Dipolos magnéticos ELETRICIDADE -2 / 34.

3 ELETROTÉCNICA -3 / 34. Magnetismo atômico Magnetismo atômico: - 2 elétrons ocupam o mesmo nível energético; - Estes elétrons tem spins opostos; - Subníveis internos não completos dão origem a um momento magnético não nulo. Momento - 0 Momento 0 ELETRICIDADE -3 / 34.

4 ELETROTÉCNICA -4 / 34. Domínios magnéticos Domínios magnéticos: - Espaços de alinhamento unidirecional dos momentos magnéticos; - Geralmente tem dimensões menores que 0,05 mm; - Tem contornos identificáveis, similar aos grãos. ELETRICIDADE -4 / 34.

5 ELETROTÉCNICA -5 / 34. Domínios magnéticos Alinhamento dos domínios: - Aplicando um campo magnético externo. ELETRICIDADE -5 / 34.

6 ELETROTÉCNICA -6 / 34. Curvas de magnetização ELETRICIDADE -6 / 34.

7 ELETROTÉCNICA -7 / 34. Curvas de magnetização ELETRICIDADE -7 / 34.

8 ELETROTÉCNICA -8 / 34. Histerese Magnetização remanente Campo coercitivo ELETRICIDADE -8 / 34.

9 ELETROTÉCNICA -9 / 34. Perdas magnéticas Correntes parasitas: - Induzidas no núcleo, devido ao mesmo ser, normalmente, de material ferromagnético. Perdas por histerese: - Trabalho realizado pelo campo (H) para obter o fluxo (B); - Expressa a dificuldade que o campo (H) terá para orientar os domínios de um material ferromagnético. ELETRICIDADE -9 / 34.

10 ELETROTÉCNICA -10 / 34. Efeito de proximidade e efeito pelicular Efeito de proximidade: -Relaciona um aumento na resistência em função dos campos magnéticos produzido pelos demais condutores colocados nas adjacências. Efeito pelicular (efeito skin): -Restringe a secção do condutor para freqüências elevadas. -Em altas freqüências, a tensão oposta induzida se concentra no centro do condutor, resultando em uma corrente maior próxima à superfície do condutor e uma rápida redução próxima do centro. Profundidade de penetração Δ= 7,5 [ cm ] f s ELETRICIDADE -10 / 34.

11 ELETROTÉCNICA -11 / 34. Classificação dos materiais Classificação quanto ao alinhamento magnético: - Materiais magnéticos moles não retido; - Materiais magnéticos duros permanentemente retido. Classificação quanto a susceptibilidade e permeabilidade: - Diamagnéticos; - Paramagnéticos; - Ferromagnéticos; - Ferrimagnéticos; - Antiferromagnéticos. ELETRICIDADE -11 / 34.

12 ELETROTÉCNICA -12 / 34. Materiais magnéticos moles Característica geral: - Não apresentam magnetismo remanente. Recozimento ELETRICIDADE -12 / 34.

13 ELETROTÉCNICA -13 / 34. Materiais magnéticos duros Característica geral: - Apresentam elevado magnetismo remanente. ELETRICIDADE -13 / 34.

14 ELETROTÉCNICA -14 / 34. Materiais diamagnéticos Características: - Apresentam susceptibilidade negativa 10-5 ; - Permeabilidade abaixo de 1, μ < 1; - Exemplos: gases inertes, metais (cobre, bismuto, ouro, etc.). ELETRICIDADE -14 / 34.

15 ELETROTÉCNICA -15 / 34. Materiais paramagnéticos Características: - Apresentam susceptibilidade positiva ; - Permeabilidade acima de 1, μ > 1; - Exemplos: alumínio, platina, sais de: ferro, cobalto, níquel, etc. ELETRICIDADE -15 / 34.

16 ELETROTÉCNICA -16 / 34. Materiais ferromagnéticos Características: - Apresentam alta susceptibilidade; - Permeabilidade muito maior que 1, μ >> 1; - Exemplos: ferro, níquel, cobalto, cromo, etc. ELETRICIDADE -16 / 34.

17 ELETROTÉCNICA -17 / 34. Materiais ferrimagnéticos Características: - Apresentam características semelhantes aos ferromagnéticos; - Os momentos antiparalelos não são exatamente iguais; - Magnetização resultante não é nula; - Exemplo: ferrites, possuem rapidez na resposta da magnetização e alta resistividade. ELETRICIDADE -17 / 34.

18 ELETROTÉCNICA -18 / 34. Materiais antiferromagnéticos ticos Características: - Apresentam características semelhantes aos ferromagnéticos; - Os momentos antiparalelos são iguais; - Magnetização resultante é nula; - Exemplo: cabeçotes de leitura de gravação magnética. ELETRICIDADE -18 / 34.

19 ELETROTÉCNICA -19 / 34. Fluxo magnético versus temperatura ELETRICIDADE -19 / 34.

20 ELETROTÉCNICA -20 / 34. Permeabilidade versus temperatura Temperatura de Curie ELETRICIDADE -20 / 34.

21 ELETROTÉCNICA -21 / 34. Núcleos magnéticos Perdas magnéticas: - Por correntes de Foucault; - Perda por histerese. Perdas dependem de: - Metalurgia do material; - Porcentagem de silício; - Freqüência; - Espessura do material; - Indução magnética máxima. ELETRICIDADE -21 / 34.

22 ELETROTÉCNICA -22 / 34. Núcleos magnéticos Núcleos: - Laminados - Ferro silício de grão não orientado; - Ferro silício de grão orientado. - Compactados - Ferrites; - Pós metálicos. ELETRICIDADE -22 / 34.

23 ELETROTÉCNICA -23 / 34. Características versus aplicações Freios magnéticos: - Alta resistividade. Estabilizadores de tensão e acionamentos: - Operação na saturação. + v s ( wt) Memórias: - Laço de histerese retangular. v i ( wt) - Reator Saturável v o ( wt) Imãs permanentes: - Elevado magnetismo residual. ELETRICIDADE -23 / 34.

24 ELETROTÉCNICA -24 / 34. Materiais empregados em núcleos n magnéticos Ferro: alta permeabilidade, ciclo histerético estreito e baixa resistividade. Ligas de ferro-sil silício: até 6,5% de silício, mas se torna quebradiço. Máquinas estáticas usam mais Si do que máquinas girantes. Imãs permanentes: devem ter elevado magnetismo residual, por isso usam materiais duros. Ferrites: sinterização de óxidos metálicos possuindo alta resistividade. Usados em altas freqüências devido a alta resistividade. Ligas ferro-níquel: permalloy (78,5% de Ni) tem alta permeabilidade, baixas perdas por histerese e força magnetizante fraca. Deltamax orthonic (48% de Ni) tem alta permeabilidade e laço de histerese retangular na direção da laminação. ELETRICIDADE -24 / 34.

25 ELETROTÉCNICA -25 / 34. Materiais empregados em núcleos n magnéticos ELETRICIDADE -25 / 34.

26 ELETROTÉCNICA -26 / 34. Núcleos magnéticos laminados Perdas magnéticas em lâminas de Fe-Si Si: - Chapas de cristais não orientados 2,7% de silício 400 Hz; 1,3 T = 7,5 W/kg; - Chapas de cristais orientados 3,1% de silício 400 Hz; 1,3 T = 2 W/kg. Chapas de formato I 0,5a g Fendas para os parafusos de regulagem e fixação Entreferro 2a 1,5a 0,5a 0,5a a 3a c Carretel e bobinado Chapas de formato E Suportes para fixação das chapas e regulagem do entreferro ELETRICIDADE -26 / 34.

27 ELETROTÉCNICA -27 / 34. Núcleos magnéticos laminados ELETRICIDADE -27 / 34.

28 ELETROTÉCNICA -28 / 34. Núcleos magnéticos laminados ELETRICIDADE -28 / 34.

29 ELETROTÉCNICA -29 / 34. Núcleos magnéticos compactos ELETRICIDADE -29 / 34.

30 ELETROTÉCNICA -30 / 34. Núcleos magnéticos compactos Ferrite ELETRICIDADE -30 / 34.

31 ELETROTÉCNICA -31 / 34. Núcleos magnéticos compactos ELETRICIDADE -31 / 34.

32 ELETROTÉCNICA -32 / 34. Núcleos magnéticos compactos ELETRICIDADE -32 / 34.

33 ELETROTÉCNICA -33 / 34. Núcleos magnéticos compactos Núcleos planares ELETRICIDADE -33 / 34.

34 ELETROTÉCNICA -34 / 34. Núcleos magnéticos compactos ELETRICIDADE -34 / 34.