electrotecnia magnetismo

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Health & Medicine

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  • 1MAGNETISMO MAGNETISMO EE

    ELECTROMAGNETISMOELECTROMAGNETISMO

    Prof. Joo CatarinoProf. Joo Catarino

  • 2MAGNETISMO MAGNETISMO

    Formas de ImanesFormas de Imanes

    Propriedade que os Propriedade que os manes naturais ou artificias tem de atrair corpos magnmanes naturais ou artificias tem de atrair corpos magnticosticos

    Prof. Joo Catarino

  • 3PPlos dos Imaneslos dos ImanesA fora atractiva est localizada nas extremidades do manA parte mdia chama-se Zona Neutra

    ANALOGIA ENTRE O CAMPO ELANALOGIA ENTRE O CAMPO ELCTRICO E MAGNCTRICO E MAGNTICOTICOCampo magntico e linhas de fora magnticas

    Terminologia usada no estudo da electrostTerminologia usada no estudo da electrosttica e do magnetismotica e do magnetismoCargas elctricas Plos magnticos.Cargas positivas e negativas Plos Norte e Sul.Cargas do mesmo nome repelem-se Plos do mesmo nome repelem-se.Cargas de nome contrrio atraem-se Plos de nome contrrio atraem-se.Linhas de fora da carga positiva para a negativa Linhas de fora do plo Norte para o Sul

    Espectro magntico

    Prof. Joo Catarino

    Espectro magnEspectro magnticotico

  • 4 extremidade da agulha magntica que aponta para o Norte chama-se PPlo Nortelo Norte

    Propriedades dos PPropriedades dos Ploslos

    Plos de nomes contrrios atraem-se

    Lei das atracLei das atraces e repulses magnes e repulses magnticasticas

    Plos do mesmo nome repelem-se e plos de nomes contrrios atraem-se

    Prof. Joo Catarino

  • 5Campo MagnCampo Magntico Terrestretico Terrestre

    A Terra comporta-se como um grande man

    Os plos magnticos no coincidem com os geogrficos

    O ngulo entre estas duas linhas chama-se declinadeclinao magno magnticatica

    Prof. Joo Catarino

  • 6Linhas de ForLinhas de Fora a Campo MagnCampo MagnticoticoLinhas de ForaCurvas que tendem a fechar-se (indo de N para S) exteriormente ao man por limalha de ferro colocada sobre uma folha de papel. O conjunto das linhas chama-se espectro magntico.

    Campo MagnticoRegio do espao onde existem linhas de fora, portanto onde se faz sentir as suas aces magnticas.

    Prof. Joo Catarino

  • 7Vector InduVector Induo magno magnticatica

    Direco e sentido da induo magntica

    Em cada ponto do espao um campo magntico caracterizado por:

    Intensidade ou InduIntensidade ou Induoo magntica B grandeza representada por um vector do seguinte modo:Direco: direco das linhas de fora vector tangente s linhas.SentidoSentido:: Convencionalmente as linhas de fora tem o sentido do plo N para o plo S (no exterior do man)

    UnidadeUnidade:: a unidade da induo o Tesla (T)

    Prof. Joo Catarino

  • 8Propriedades magnPropriedades magnticas da corrente elticas da corrente elctricactrica

    As linhas de fora so circunferncias concntricas perpendiculares direco da corrente, cujos centros esto situados no eixo do condutor.

    I

    NS

    I

    NS

    A agulha magntica desvia pela passagem da corrente elctrica

    O desvio depende do sentido da corrente elctrica. E tanto maior quanto maior for a intensidade I da corrente.

    Prof. Joo Catarino

  • 9 medida que a agulha magntica se afasta do condutor percorrido por uma corrente elctrica, ela tende a voltar posio de equilbrio (direco N-S).Junto ao condutor o campo mais intenso, a induo mais elevada.

    CClculo da indulculo da induo magno magnticatica

    Sendo:B induo em TI intensidade de corrente em Ar distncia em mo = 4 10-7 (constante)

    B = o H

    o Permeabilidade magntica do ar Representa a influncia, sobre a induo magntica, do meio que envolve a fonte de campo magntico.

    O ferro macio tem uma permeabilidade 500 a 1500 vezes superior do ar.

    r2IB o =

    P

    Num ponto P distncia r a induo magntica vale:

    Chama-se Excitao magntica Hr2 I

    Prof. Joo Catarino

    Unidade: A/m

    N

  • 10

    Regra equivalente Regra equivalente -- designada por regra da mo direita:designada por regra da mo direita:O dedo polegar indica o sentido da corrente que percorre o condutor.O sentido das linhas de fora dado pelo sentido de fecho dos dedos volta do condutor.

    Sentido do campo magnSentido do campo magnticoticoA agulha orienta-se na direco das linhas de fora, de modo que estas entrem pelo plo sul e saiam pelo plo norte

    Na prtica o sentido do campo magntico dado pela regra do saca-rolhas de Maxwell: O sentido de rotao de um saca-rolhas que avana com a corrente, indica o sentido das linhas de fora

    Prof. Joo Catarino

  • 11

    Condutor circular ou espiraCondutor circular ou espira

    Espectro magntico

    BobinaBobinaUma bobina percorrida por uma corrente elctrica comporta-se como um man rectilneo. No seu interior a induo dirige-se da face sul para a face norte.

    Sentido da induo magntica

    Prof. Joo Catarino

  • 12

    SolenSolenideide uma bobina comprida, com ncleo de ar

    Sentido da InduSentido da Induo Magno Magnticatica

    Regra do saca-rolhas para correntes circulares. As bobinas tem face norte e face sul. No interior as linhas vo de sul para norte.

    ComparaComparao entre imanes e soleno entre imanes e solenidesides

    Ambos tem plo norte e plo sul.

    Quando suspenso orienta-se na direco N-S.

    As aces de atraco e repulso so iguais.

    Prof. Joo Catarino

  • 13

    InduInduo no Interior de um Soleno no Interior de um Solenide ide CClculo da Indulculo da Induoo

    Bobina Toroidal ou ToroBobina Toroidal ou Toro

    Se o solenide tiver um comprimento igual ou superior a 10 vezes o dimetro.

    lINB o= l INH =

    lINB o=

    lINH =

    Prof. Joo Catarino

  • 14

    Fluxo de InduFluxo de Induo Magno Magnticatica

    Prof. Joo Catarino

    Linhas de fora do campo magntico

    Campo magntico criado por uma bobina

    Linhas de fora do campo magntico

    Corpo de ferro

    Coloquemos um corpo de ferro sob a aco deste campo.

    O campo magntico deforma-se. H uma maior concentrao de linhas na vizinhana do material ferromagntico.

    Numa regio onde as linhas de induo so em maior nmero. Maior ser o valor da Induo magntica.

    Considere-se, no interior do corpo, uma superfcie S1 perpendicular s linhas de induo.

    Chama-se fluxo magntico atravs da superfcie S1 ao conjunto das linhas que atravessam essa superfcie.

  • 15

    Fluxo de InduFluxo de Induo Magno MagnticaticaO fluxo atravs de uma espira de seco S, mergulhada num campo magntico uniforme B, vale:

    cos= SB ngulo de B com a normal superfcie.

    Unidade: wb (weber)

    Fluxo PrFluxo Prprio de uma Espiraprio de uma EspiraO fluxo que atravessa uma espira, pode ser criado pela prpria espira p, se esta for percorrida por uma corrente elctrica. O qual tambm se pode somar ou subtrair, depende dos sentidos, a um fluxo externo e, criado por um campo magntico externo.

    Fluxo atravFluxo atravs de uma bobina de N espirass de uma bobina de N espirasO fluxo total abraado pelas N espiras vale:

    cos== SNBNt

    Prof. Joo Catarino

  • 16

    Influncia de um nInfluncia de um ncleo de ferro colocado num campo magncleo de ferro colocado num campo magnticotico

    Considerando um ponto P, com ncleo a agulha desvia-se mais.

    A INDUA INDUO AUMENTAO AUMENTA

    Espectro magntico de uma bobina com ncleo de ferro

    O ferro macio tem grande permeabilidade magntica (bom condutor das linhas de fora). Provoca uma maior concentrao das linhas de fora (maior densidade).

    Sem ncleo Com ncleo de ferro

    Distoro provocada por uma barra de ferro ou outro man

    Prof. Joo Catarino

  • 17

    A distribuiA distribuio das linhas de foro das linhas de fora MODIFICAa MODIFICA--SESE

    As linhas de fora convergem para o ferro, porque encontram um caminho mais fcil.

    Blindagem MagnBlindagem MagnticaticaProteco de equipamentos da influncia de campos magnticos exteriores prejudiciais (parasitas)

    Na figura da direita a colocao do anel de ferro macio (mais permevel que o ar) evita que as linhas de fora se infiltrem no seu interior.

    Prof. Joo Catarino

  • 18

    MagnetizaMagnetizao de Materiais Ferrososo de Materiais Ferrosos

    Considerando uma bobina com uma certa excitao H, obteremos indues B0 e B consoante esta tem ncleo de ar ou de ferro respectivamente:

    HB 00 = HB = Designando por a permeabilidade absoluta do material do ncleo (neste caso o ferro) ouseja a maior ou menor facilidade com que este se deixa atravessar pelas linhas de fora.

    Para os materiais ferromagnticos : 0fe 0r

    0r

    =

    =Assim:

    PERMEABILIDADEPERMEABILIDADE

    Prof. Joo Catarino

    ClassificaClassificao dos Materiais quanto o dos Materiais quanto PermeabilidadePermeabilidadea) Diamagnticas - r1 (oxignio, sdio, potssio, platina) Magnetizam-se com o mesmo sentido do campo, sendo atradas pelos imanes.

    d) Ferromagnticas - r1 (ferro, ao, nquel, cobalto e ligas de ferro) magnetizam-se intensamente.

  • 19

    O CIRCUITO MAGNO CIRCUITO MAGNTICOTICO

    Prof. Joo Catarino

    Homogneos Permeabilidade e seco constantes ao longo de todo o circuito.

    Heterogneos Permeabilidade e seco variveis ao longo de todo o circuito. Vrios materiais e com entreferros etc.

    Disperso magntica Linhas de fora que no circulam no ncleo, mas sim no ar, constituindo linhas de disperso ou fuga.

  • 20

    O CIRCUITO MAGNO CIRCUITO MAGNTICOTICO

    Prof. Joo Catarino

    LEI de HOPKINSONLEI de HOPKINSONSemelhante lei de Ohm, aplica-se aos circuitos magnticos perfeitos (sem disperso).

    lINB =

    SlIN =

    m

    mF

    SlIN

    =

    =

    A induo no ncleo vale:

    O fluxo em cada seco SB = Substituindo vem:

    ou

    Permeabilidad