CIRCUITOS MAGNÉTICOS

1. CIRCUITOS MAGNÉTICOS

2. Um pouco de história Segundo a História, a palavra magnetismo tem como origem Magnésia, nome de uma antiga cidade no continente asiático, de onde há registro da descoberta de um mineral que tinha a propriedade de atrair partículas de ferro. A esse mineral deu-se o nome de magnetita, que é o óxido de ferro com tal propriedade.

3. Um pouco de história

4. O que é um CAMPO? “É uma região do espaço onde se observam determinadas propriedades. A existência ou não de um campo numa determinada região do espaço é verificada através dos seus efeitos”

5. Exemplos de CAMPOS: • Campo gravitacional • Campo elétrico • Campo magnético

6. CAMPO MAGNÉTICO *** ÍMÃ *** Qual é o maior imã que existe na natureza?

7. CAMPO MAGNÉTICO

8. CAMPO MAGNÉTICO BÚSSOLA

9. CAMPO MAGNÉTICO O planeta Terra é o maior de todos os ímãs, mas também encontramos na natureza ímãs menores!!!

10. CAMPO MAGNÉTICO

11. CAMPO MAGNÉTICO Os imãs naturais tem a propriedade de atrair o ferro não magnetizado. Nota-se ainda que a força de atração é mais forte em duas regiões do imã, denominadas de pólos: POLO NORTEePOLO SUL

12. CAMPO MAGNÉTICO

13. CAMPO MAGNÉTICO • Linhas de força NÃO SE CRUZAM • Pólos de mesmo nome se REPELEM • Pólos de nomes diferentes se ATRAEM

14. CAMPO MAGNÉTICO de volta a BÚSSOLA... Pólo SUL GEOGRÁFICO Pólo NORTE GEOGRÁFICO

15. CAMPO MAGNÉTICO Será que eu posso criar o meu próprio CAMPO MAGNÉTICO?

16. CAMPO MAGNÉTICO Esta pergunta foi respondida em 1819... Hans Christian Oersted (1777 – 1851)

17. CAMPO MAGNÉTICO A experiência de Oersted...

18. CAMPO MAGNÉTICO Além de se verificar a existência de um CAMPO MAGNÉTICO através da BÚSSOLA, também podemos comprovar por meio das seguintes experiências:

19. CAMPO MAGNÉTICO • As linhas de força podem ser “visualizadas” com o auxílio de limalha de ferro; • Forças magnéticas entre 2 condutores retilíneos e paralelos.

20. CAMPO MAGNÉTICO • Linhas de força na mesma direção se REPELEM • Linhas de força em direções opostas se ATRAEM

21. Podemos afirmar que um • campo magnético se torna mais • FRACO quando: • nos afastamos do condutor; • diminui a corrente elétrica. CAMPO MAGNÉTICO

22. CAMPO MAGNÉTICO Com o objetivo de reforçar o CAMPO MAGNÉTICO podemos fazer: ESPIRA

23. CAMPO MAGNÉTICO Se enrolarmos o condutor em forma de BOBINA o efeito será ainda maior: BOBINA = conjunto de espiras!

24. CAMPO MAGNÉTICO Se enrolarmos o condutor em forma de BOBINA o efeito será ainda maior: atração ferro Uma barra de ferro será atraída para o interior da bobina.

25. CAMPO MAGNÉTICO O campo magnético de uma BOBINA pode ser aumentado, introduzindo um núcleo de ferro em seu interior. Como o ferro é um material magnético que possui baixa RELUTÂNCIA, ele permite que o número de linhas de fluxo concentradas no interior da BOBINA seja maior do que quando a BOBINA contém apenas ar. Quanto maior for o número de linhas de fluxo, mais intenso será o CAMPO MAGNÉTICO!

26. Circuitos Magnéticos

27. CIRCUITOS MAGNÉTICOS H i Comprimento médio ln Enrolamento com N espiras NÚCLEO DE FERRO

28. CIRCUITOS MAGNÉTICOS H i Fluxo de DISPERSÂO Comprimento médio ln Enrolamento com N espiras NÚCLEO DE FERRO

29. H CIRCUITOS MAGNÉTICOS A lei básica que determina a relação entre corrente elétrica e campo magnético é a LEI DE AMPÈRE: i Enrolamento com N espiras J é a densidade de corrente; H é a intensidade de campo magnético.

30. H CIRCUITOS MAGNÉTICOS Quando a LEI DE AMPÈRE for aplicada ao núcleo simples da figura ao lado, o primeiro membro se torna simplesmente o produto Ni das espiras e da corrente; o segundo membro é igual ao produto da intensidade de campo magnético e do comprimento médio do núcleo de ferro: i Enrolamento com N espiras

31. CIRCUITOS MAGNÉTICOS • Os ampère-espiras Ni podem ser produzidos por 1 ou mais enrolamentos, onde o total de todos os enrolamentos é Ni; • A direção de H é dada pela “THUMB RULE”.

32. CIRCUITOS MAGNÉTICOS FORÇA MAGNETOMOTRIZ (fmm)

33. CIRCUITOS MAGNÉTICOS A intensidade de campo magnético H produz uma indução magnética B, em toda a região onde ela existe, de valor: B também recebe o nome de “densidade de fluxo”.

34. CIRCUITOS MAGNÉTICOS A permeabilidade (µ) é a propriedade dos materiais de permitir a passagem do fluxomagnético, que é a quantidade de campo que atravessa o material. 0  permeabilidade do espaço livre r  permeabilidade do material (permeabilidade relativa)

35. CIRCUITOS MAGNÉTICOS • A permeabilidade do espaço livre: • A permeabilidade de materiais ferromagnéticos são da ordem de 2000 a 6000. • A permeabilidade relativa é adimensional.

36. CIRCUITOS MAGNÉTICOS O fluxo magnético, através de uma certa superfície é a densidade de fluxo magnético através dessa superfície:

37. CIRCUITOS MAGNÉTICOS A Relutância é dada por:

38. CIRCUITOS MAGNÉTICOS A Relutância é dada por:

39. CIRCUITOS MAGNÉTICOS Unidades:

40. Circuitos Magnéticos com Entreferro

41. Gap de ar... H i Enrolamento com N espiras

42. Gap de ar... H i Enrolamento com N espiras ENTREFERRO Os dispositivos de conversão de energia que incorporam um elemento móvel exigem entreferro no núcleo.

43. Gap de ar... H i Enrolamento com N espiras ln lg

44. Gap de ar... H i Enrolamento com N espiras ln Há uma tendência das linhas de campo magnético se abrirem ao atravessar o GAP DE AR.

45. Gap de ar... Porquê?

46. Gap de ar... FRANGEAMENTO ou ESPRAIAMENTO Porque linhas de força na mesma direção SE REPELEM !!!

47. Classificação das substâncias quanto ao seu comportamento magnético

48. Talvez você não saiba, mas, quando submetidas a um campo magnético, TODAS as substâncias encontradas na natureza se magnetizam!

49. Através de experiências, os cientistas verificaram que as substâncias magnéticas são classificadas em 3 grandes grupos:

50. Substâncias DIAMAGNÉTICAS (chumbo, cobre, prata, outro, etc) • Substâncias PARAMAGNÉTICAS (alumínio,manganês, estanho, etc) • Substâncias FERROMAGNÉTICAS (ferro, níquel, cobalto, etc)