AULA XII Campos Magnéticos

Campos Magnéticos São criados por cargas elétricas em movimento A Intensidade do Campo Magnético (H) é determinada pela força que exerce sobre uma carga elétrica em movimento. B densidade de fluxo magnético (Testa) u velocidade da carga (m/s) q carga elétrica (Coulomb) F força exercida sobre a carga (Newton) H intensidade de campo magnético (A/m)  permeabilidade magnética do meio H Independe do meio material

Campos Magnéticos O campo magnético é representado por linhas de campo magnético as quais são contínuas. O Fluxo Magnético indica a quantidade de linhas de campo que atravessam uma área A  fluxo magnético (Weber)

Campos Magnéticos criados por Corrente Elétrica Uma corrente i em um condutor de comprimento ds é equivalente a uma carga dq movendo-se com velocidade u, logo essa corrente também gera um campo magnético. Sendo: Então: André Ampere mostrou que a contribuição da corrente i em ds para a densidade de fluxo magnético em um ponto P (em um material homogêneo) é:

Campos Magnéticos criados por Corrente Elétrica Campo Magnético criado em uma Espira Para todos os elementos ds o ângulo  é 0  cos()=1 Para uma bobina com N espiras

Campos Magnéticos criados por Corrente Elétrica Assim, ao longo de um círculo de raio D, a intensidade do campo é constante, e a integral de linha é: Para N condutores dentro do círculo de raio D tem-se: Em um condutor reto tem-se que o campo magnético criado a uma distância D no entorno do condutor é constante e dado por: A integral de linha , é denominada Força Magnetomotriz 

Campos Magnéticos em Materiais Ferromagnéticos Elétrons girando no entorno do núcleo criam um campo magnético o permeabilidade magnética do vácuo r permeabilidade magnética relativa do material  permeabilidade magnética do material

Campo produzido em um Bobina Toroidal Fora da Bobina Não Existe Campo Magnético - um circulo externo ao enrolamento não circunda qualquer condutor, logo: No interior na Bobina existe campo magnético - um circulo interno ao enrolamento circunda N condutores com corrente i, logo:

Relutância Magnética Relações Importantes A Relutância Magnética é definida como: l é o comprimento do caminho médio percorrido pelo fluxo magnético A é a área da seção reta atravessada pelo fluxo magnético  é a permeabilidade magnética do material percorrido pelo fluxo magnético

Circuito Magnético Caminho Fechado por onde passa o fluxo magnético 2 + - 2 4 4   l1 1 1  A1  N espiras 3 3

Exemplo Qual a corrente necessária para criar um fluxo de 0,2mWb em um núcleo de ferro (de raio R= 6cm e seção reta circular de raio r=1 cm e r=2000), com uma bobina de 1000 espiras. (o=4.10-7 henrys por metro) + -   

Saturação Ocorre devido ao alinhamento dos domínios magnéticos do material com o campo magnético aplicado É diferente para cada material, variando também em função do tratamento metalúrgico aplicado ao material  depende de H

Exemplo 2 3   4 +2 - 1 -3+ 4 1 2 3   4 +2 - 1 Qual a corrente necessária para criar um fluxo de 0,52 mWb no núcleo de chapa de aço silício, com uma bobina de 500 espiras. 2 3   + - 4 +2 - 1 -3+ 4 1 2 3   + - 4 +2 - 1 -3+ 4 1 2 i 4  1 l1  N espiras 3 A1=4 cm2; l1=4 cm A2=2 cm2; l2=3 cm A3=3 cm2; l3=3 cm A4=6 cm2; l3=4 cm

Exemplo 3 2 1  2 1  3 /2 2/2 2 /2   1 Qual a corrente necessária para criar um fluxo de 0,135mWb na perna lateral do núcleo de chapa de aço silício, com uma bobina de 300 espiras na perna central. e Em função da simetria 1=2= /2, logo: 2 a 1  i + - 3 2 1  2 1  3 /2 2/2 2 /2   + - 1 d c b a b 2a b a a=1cm e=2,5cm b=3cm c=4cm d=6cm