Aula Materiais Magnéticos, Notas de aula de Teoria de Campo Eletromagnético. Universidade não é definido
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la_s_caminata7 de dezembro de 2016

Aula Materiais Magnéticos, Notas de aula de Teoria de Campo Eletromagnético. Universidade não é definido

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Aula Materiais Magnéticos - Diamagnéticos, Paramagnéticos, Ferromagnéticos, Antiferromagnéticos e Ferrimagnéticos.
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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  Infl ência da Temperat rau u  Propriedades x Finalidades (quadro)

P d Hi t C t P it ( d ) er as por s erese e orren es aras as qua ro  Aplicações dos Materiais Magnéticos (apostila)

 Referências: Callister (2007), Padilha (1997) e apostila da UFU – Prof. Carlos Tavares.

Prof. Fabiano F. Andrade © 2010

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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

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carbono)

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

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.

Classificação dos Materiais Magnéticos  Fisicamente, os materiais magnéticos podem ser

classificados, quanto à permeabilidade, como:  Ferromagnéticos (ferro, níquel, cobalto, aço) – caracterizam-

ti ã tâ t t l tse por uma magne zaç o espon nea e o a men e 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 provocam uma forte concentração das linhas de fluxo do campo que os interceptam.

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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.

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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.

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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

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de medição de campo magnético

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

é i é i d i l fmagn t cas e geom tr cas o mater a , con orme:

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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: mede é o grau de magnetização de um material em resposta

a um campo magnético.  a permeabilidade é função da temperatura e da intensidade

d é i li de campo magn t co ap ca o.  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 μo .   7

0 104  

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Curva de Magnetização por Ciclamento

Prof. Fabiano F. Andrade © 2010 11

Curva de Magnetização e Laços de Histerese

Prof. Fabiano F. Andrade © 2010 12

Clico de Histerese

Prof. Fabiano F. Andrade © 2010 13

Influência da Temperatura

T t d C iempera ura e ur e

Prof. Fabiano F. Andrade © 2010 14

Últimos tópicos:  Propriedades x Finalidades (quadro)

 Perdas por Histerese e Correntes Parasitas (quadro)

 Aplicações dos Materiais Magnéticos (apostila)

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