MATERIAIS MAGNETICOS
- Classificação dos Materiais Magnéticos
- Características dos Materiais Magnéticos
- Retentividade
- Relutância
- Permeância
- Permeabilidade
- Permeabilidade Relativa
- Meios de Propagação do Fluxo Magnético
- Intensidade de Campo Magnético
- Densidade de Fluxo
- Força Magnetomotriz
- Curva de Magnetização (BxH)
- Laço de Histerese
- Lei de Faraday e Lei de Lenz
- Circuitos Magnéticos Equivalentes
- Circuito Magnético em Entreferro de Ar
- Aplicações dos Materiais Magnéticos
Eletroímãs (Nyalla)
Definição
- O eletroímã é um dispositivo constituído por um núcleo ferromagnético (ferro, aço, níquel ou cobalto) envolvido por um solenoide(bobina). Quando as espiras da bobina são alimentadas por uma corrente, cria-se um campo magnético, o qual faz com que os ímãs elementares do núcleo ferromagnético se orientem, ficando assim imantado. Ou seja, o núcleo adquire as propriedades de um ímã enquanto o solenoide é percorrido por uma corrente elétrica.
- A intensidade do campo e a distância que ele atingirá a partir do eletroímã dependerão da intensidade da corrente aplicada e do número de voltas da espira. Além disso o campo magnético pode ser constante ou variável dependendo do tipo de corrente (constante ou alternada).
Aplicações
- Os eletroímãs são utilizados primariamente para mover coisas devido a propriedade magnética que adquirem quando percorridos por uma corrente. Essa função é aplicável em diversos dispositivos como motores, faróis automobilísticos, campainhas e autofalantes.
- Além disso, as diversas orientações que os ímãs elementares podem adquirir, conferem infinitos códigos, permitindo com que o eletroímã seja capaz de armazenar informações. Esse princípio é utilizado em fitas cassetes, discos-rígidos, cartão de memória, cartão de crédito, dentre outros.
- Os eletroímãs são ainda aplicados, quando têm suas propriedades magnéticas potenciadas, para separar o lixo em ferros-velhos, ou em portos para transporte de contêineres.
- Os disjuntores são eletroímãs que protegem um dispositivo qualquer de variações de corrente elevadas. Possuem basicamente a mesma função de fusíveis, mas ao contrário destes são reutilizáveis. São também, exemplos de dispositivos, que utilizam as funções do eletroímã, os telégrafos.
Curiosidades
- Don Ingber (Engenheiro Biomédico da Universidade de Harvard) desenvolveu uma máquina que usa um eletroímã para “sugar” bactérias e outros micro-organismos do sangue. Em testes de laboratório, a equipe de Ingber misturou sangue de um doador com o fungo Candida albicans, uma causa comum da sepsia, e adicionou peças de óxido de ferro com revestimento de plástico, cada uma com um diâmetro a um centésimo de um fio de cabelo e coberta por anticorpos que “buscavam” os fungos e se prendiam a eles. Posteriormente, eles filtraram a mistura em uma máquina que realizava um tipo de diálise usando um eletroímã para atrair as peças, e qualquer organismo patogênico preso à elas, e retirá-los do sangue para uma solução salina. O dispositivo remove 80% dos invasores – o suficiente para que drogas possam expulsar o restante- em algumas horas. Ainda é preciso realizar testes em animais para se certificar de que não o tratamento não traga riscos ao paciente, mas parece bem promissor. Se obtiver êxito no processo, Ingber pretende utilizar o processo para remoção de células cancerosas.
Relés (Nyalla)
Definição
- Basicamente, uma relé é um interruptor acionado eletricamente ou um interruptor eletromecânico. Ou seja, possui um circuito de comando (ou primário), que quando alimentado por uma corrente, aciona um eletroímã que realiza o deslocamento e promove o contato com outro circuito (secundário ou comandado). Portanto o relé serve como ponte de circuitos que podem apresentar aspectos bem diferentes. Sendo assim, uma das vantagens da utilização do relé é utilizar-se de baixas correntes para o comando no primeiro circuito, protegendo o operador das possíveis altas correntes que irão circular no segundo circuito. Além disso, visto que, o circuito de carga está completamente isolado do de corrente, pode-se trabalhar com tensões diferentes entre controle e carga.
- As desvantagens características dos relés é o fator de desgaste que está intrínseco a diversos componentes mecânicos. A vida útil do relé pode ser ainda menor caso não observadas suas limitações quanto a corrente e a tensão máxima admitidas entre os terminais.
- Quando a corrente que passa pela bobina é interrompida o campo magnético também cessa, o que faz com que os contatos retornem às suas posições originais. Os relés podem ter diversas configurações quanto aos seus contatos: NA (normalmente aberto), NF (normalmente fechado) ou ambos, neste último caso há um contato comum ou central. Os contatos NA são aqueles que estão abertos enquanto a bobina não está energizada e que fecham, quando a bobina recebe corrente. Os NF abrem-se quando a bobina recebe corrente, ou seja, o inverso dos NA. O contato central é o comum, isto é, quando o contato NA fecha é com o C que se estabelece a condução e o contrário ocorre com o NF.
Aplicações
- Os relés são comuns em eletrodomésticos, geralmente quando existe um controle eletrônico que liga algo com um motor ou uma lâmpada. Eles também são muito comuns em carros, onde a fonte de energia de 12V significa que quase tudo no carro precisa de uma grande quantidade de corrente. Nos modelos mais atuais, os fabricantes combinam os painéis na caixa de fusíveis para facilitar a manutenção.
Curiosidades
- O primeiro “bug” da história ocorreu devido ao comprometimento no funcionamento de um relé, em um computador, quando uma mariposa (” bug” no inglês) foi morta pelo interruptor de um relé.
Contatores (Nyalla)
Definição
- Quando tem-se uma forte carga indutiva nesses motores, suas correntes iniciais podem alcançar valores de centenas ou milhares de ampères. O arco formado na abertura dos contatos, e o efeito de repique no fechamento poderiam distribuir de forma aleatória a corrente pela superfície desses contatos causando sua queima em pouco tempo. Ao desligar uma lâmpada eletrônica em ambientes residenciais, a forte carga indutiva que ela representa, causa faíscas nos contatos do interruptor que são facilmente percebidas. Essas faíscas também são a causa da rápida deterioração dos interruptores que, em pouco tempo, começam a falhar. Para controlar correntes intensas é preciso usar interruptores que tenham características especiais como: alta velocidade na abertura e fechamento de contatos, além de uma grande superfície de contato. Com a finalidade de suprir essas necessidades foi feito o contator.
- Um contator pode ser definido, segundo o Dicionário Brasileiro de Eletricidade, como um dispositivo mecânico de manobra de operação manual, que tem uma única posição de repouso e é capaz de estabelecer, conduzir e interromper correntes em condições normais do circuito. Portanto, o contator a partir de um circuito de comando pode efetuar o controle de cargas em circuito de potência. Essas cargas podem ser de qualquer tipo, de tensão diferente do circuito de comando, e conter múltiplas fases.
- O funcionamento padrão dos contatores dá-se da seguinte forma: quando a bobina eletromagnética é energizada, forma-se um campo magnético que se concentra na parte fixa do dispositivo e atrai o núcleo móvel, onde estão localizados os contatos móveis, que, por consequência, também são deslocados. O comando da bobina é feito por meio de uma botoeira com duas posições, que tem seus elementos ligados à bobina. A velocidade de fechamento dos contatos é uma junção da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário. As molas de compressão são também as responsáveis pela velocidade de abertura do circuito, quando a alimentação da bobina cessa.
Aplicações
- Como um dispositivo mecânico de manobra, o contator pode estabelecer, conduzir e interromper correntes elétricas em condições normais de cargas como motores, iluminação, banco de capacitores, resistências e circuitos auxiliares, etc.é ainda utilizado para ligar e desligar circuitos de comando, sinalização, controle, interface com processadores eletrônicos, etc. Assim, a partir de um circuito de comando, ele faz o controle de cargas em um circuito de potência.
Curiosidades
- O contator é o dispositivo de manobra mais utilizado na industrias e nas instalações elétricas prediais. É um dispositivo que permite, por exemplo, a partida direta de motores assíncronos trifásicos, suportando uma corrente de partida várias vezes maior que a designada.
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