Circuitos Magnéticos Lineares e Não-Lineares: Conceitos, Aplicações e Exercícios, Slides de Eletromagnetismo

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Conversão de Energia I

N5CV

Prof. Dr. Cesar da Costa

1.a Aula: Circuitos Magneticos

Definições:  (^) Um circuito magnético linear consiste em uma estrutura que, em sua maior parte, é composta por material magnético de permeabilidade baixa.  (^) A presença de um material de alta permeabilidade tende a fazer com que o fluxo magnético seja confinado aos caminhos delimitados pela estrutura, do mesmo modo que, em um circuito elétrico , as correntes são confinadas aos condutores.

1. Circuitos Magnéticos Lineares

 (^) Permeabilidade Magnética é uma grandeza magnética, representada por μ (letra minúscula grega), que permite quantificar o “valor” magnético de uma substância. A sua unidade é H/m (henry por metro).

1. Circuitos Magnéticos Lineares

Fig. 1- Circuito magnético simples

1. Circuitos Magnéticos Lineares

• (^) Consideremos o dispositivo da fig. 1, onde o núcleo é formado por um material de permeabilidade magnética (^) .
• (^) Pela aplicação da lei de Ampère a este circuito teremos: (1)
• (^) Considerando que H, intensidade do campo magnético, possui módulo constante ao longo do caminho médio L, percorrido pelo fluxo magnético , mostrado na figura teremos:  (2) (3)

1. Circuitos Magnéticos Lineares

• (^) O fluxo magnético que passa através da secção reta A , ao longo do circuito magnético será:    BA (6)
  • (^) Substituindo-se pelo valor da densidade de fluxo B, obtida na Eq. (5), tem-se:

NI Fmm (7)

A A

L L

  

1. Circuitos Magnéticos Lineares

• (^) Ou ainda, o fluxo  pode ser representada como: Fmm   

• (^) Onde o termo  do denominador é dada por:

L

 A

• (^) É chamado de relutância do circuito magnético. Ele representa a dificuldade imposta à circulação do fluxo magnético.

2. Circuitos Elétricos

Onde: V I R 

• (^) Portanto, para a corrente elétrica, sendo V a Fem (Força eletromotriz) responsável pela corrente I, tem-se: /( ) Fem I R Fem L  A  

• (^) Podemos então montar um circuito elétrico análogo ao circuito magnético, conforme as correspondências entre as grandezas magnéticas e elétricas apresentadas na Tabela 1.

2. Circuitos Elétricos

Tabela 1.

Resumo das Fórmulas:

c) Relutância d) Permeância

Resumo das Fórmulas:

e) Intensidade de Campo Magnético no Núcleo f) Densidade de Fluxo Magnético no Núcleo

Solução 1:

a) Relutância do circuito magnético: b) Permeância do circuito magnético: c) Intensidade de campo magnético:

Solução 1:

d) Densidade do fluxo magnético no núcleo: e) Fluxo magnético no núcleo:

Solução 2:

Circuito magnético Circuito elétrico equivalente Material 1: (^) Material 2: 1 1 N I.  H l. N I.^^  H^ 2. l 2

Solução 2:

No caso: 1 2 m l  l  l (5 5 5 5 2 2 2 2 2 2 2 2) 36 m l             cm  cm 1 1 2 2

. 500 1 1388,88. / 0, . 500 1 1388,88. / 0, N I H A esp m l N I H A esp m l        