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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ LISTA DE EXERCÍCIOS – CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA 1 - A Figura 1 mostra um núcleo ferromagnético. A profundidade (para dentro da página) do núcleo é 5 cm. As demais dimensões do núcleo estão mostradas na figura. Encontre o valor da corrente que produzirá um fluxo de 0,005 Wb. Com essa corrente, qual é a densidade do fluxo no lado superior do núcleo? Qual é a densidade do fluxo no lado direito do núcleo? Assuma que a permeabilidade relativa do núcleo é 1000. Figura 1 2 – O circuito magnético da figura 2, tem uma permeabilidade relativa do núcleo de 1200. Todas as suas dimensões estão em centímetros e todas as áreas são quadráticas. a) Determine o fluxo no gap. b) Determine a densidade de fluxo no gap. c) Determine a intensidade de campo magnética no gap.
3 - Um núcleo de duas pernas está mostrado na Figura 3. O enrolamento da perna esquerda do núcleo (N1) tem 400 espiras e o enrolamento da perna direita do núcleo (N2) tem 300 espiras. As bobinas são enroladas nos sentidos mostrados na figura. Se as dimensões forem as mostradas, quais serão os fluxos produzidos pelas correntes I1 = 0,5 A e I2 = 0,75 A? Assuma que μr 1000 é constante. Figura 3 4 - Um núcleo magnético de duas pernas e um entreferro está mostrado na Figura 4. A profundidade do núcleo é 5 cm, o comprimento do entreferro do núcleo é 0,06 cm e o número de espiras no núcleo é 1.000. A curva de magnetização do material do núcleo está mostrada na Figura 5. Assuma um incremento de 5% na área efetiva do entre- ferro para compensar o espraiamento. Quanta corrente é necessária para produzir uma densidade de fluxo no entreferro de 0,5 T? Quais são as densidades de fluxo dos quatro lados no núcleo com essa corrente? Qual é o fluxo total presente no entreferro?
6 - O núcleo mostrado na Figura 7 tem o fluxo mostrado na Figura 8. Faça um gráfico da tensão presente nos terminais da bobina. Figura 7
7 - No circuito magnético abaixo o núcleo é fabricado com chapas de aço silício e possui seção quadrada. As correntes nos enrolamentos são i1=0,33A e i2= 0,6A. Determine a densidade de fluxo no raio médio do núcleo. Considerando essa densidade de fluxo, determine o fluxo no núcleo. Figura 9 8 - No circuito magnético da figura 10, a relutância magnética total referente aos dois polos é Rp e a relutância do entreferro é Rg. O comprimento total médio das trajetórias do fluxo magnético nos dois polos é lp e, no entreferro, lg. Cada uma das circunferências de comprimento médio, partes superior e inferior, é lc , e as correspondentes relutâncias são apresentadas por Rc. A bobina de cada um dos polos tem N2 espiras. Determinar a indutância própria e as indutâncias mútuas dos enrolamentos de 2N2 e N1 espiras, supondo dispersão do fluxo magnético desprezível, material magnético homogêneo e operação com permeabilidade magnética constante. Considerar que correntes positivas entram pelos terminais a1 e c1 e que o sistema magnético seja linear.
11 - Calcular o fluxo magnético no entreferro do ímã permanente de secção transversal 30 cm conforme o esquema na figura 14. A curva de desmagnetização deste ímã é dada na figura 15, podendo ser considerada como um quadrante de círculo. Figura 14 Figura 15 12 - A estrutura da figura abaixo é construída de forma tal que o campo magnético tem um comportamento praticamente radial no entreferro. Calcule o comprimento d que deve ter um ímã permanente construído com alnico aglutinado comercial, de forma que a indução magnética B no entreferro seja de 0,2 T. Dados: entreferro lg = 1 mm, raio médio R = 2 cm. Desprezar a relutância do ferro e o espraiamento das linhas de campo magnético. (Observar a curva na figura 17 ).
