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Conversão Eletromecânica de Energia (CELM)
Prof. Maurício Romani
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Aula 3
• Fluxo concatenado, indutância e energia
• Propriedade dos materiais magnéticos
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Fluxo e Fluxo magnético
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Fluxo e Fluxo magnético
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Fluxo e Fluxo magnético
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Fluxo e Fluxo magnético
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Fluxo e Fluxo magnético
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Lei de Faraday
• A variação de um campo magnético no tempo (lado direito) produz um campo elétrico no espaço (lado esquerdo)
• E = intensidade de campo elétrico (V/m)
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Lei de Faraday
• Em máquinas elétricas (estruturas de alta µ e enrolamentos de alta condutividade elétrica):
• e = Força eletromotriz (fem) [V] – ou ainda, tensão induzida.
e
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Lei de Faraday
• Em máquinas elétricas (estruturas de alta µ e enrolamentos de alta condutividade elétrica):
• e = Força eletromotriz (fem) [V] – ou ainda, tensão induzida.
e 𝑁𝑑𝜑
𝑑𝑡
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Lei de Faraday
• Em máquinas elétricas (estruturas de alta µ e enrolamentos de alta condutividade elétrica):
• e = Força eletromotriz (fem) [V] – ou ainda, tensão induzida.
• λ = N𝜑 - fluxo concatenado do enrolamento [Wb-espiras]
e 𝑁𝑑𝜑
𝑑𝑡
𝑑𝜆
𝑑𝑡=
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Lei de Faraday
• Em máquinas elétricas (estruturas de alta µ e enrolamentos de alta condutividade elétrica):
• e = Força eletromotriz (fem) [V] – ou ainda, tensão induzida.
• λ = N𝜑 - fluxo concatenado do enrolamento [Wb-espiras]
e = 𝑁𝑑𝜑
𝑑𝑡
𝑑𝜆
𝑑𝑡=
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Lei de Faraday
• Em máquinas elétricas (estruturas de alta µ e enrolamentos de alta condutividade elétrica):
• e = Força eletromotriz (fem) [V] – ou ainda, tensão induzida.
• λ = N𝜑 - fluxo concatenado do enrolamento [Wb-espiras]
e = 𝑁𝑑𝜑
𝑑𝑡= 𝑁𝐴𝑐
𝑑𝐵𝑐𝑑𝑡
𝑑𝜆
𝑑𝑡=
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Indutância
• Relação dimensional das estruturas
• Forma tratada aqui é aproximada
• Leva em conta a relação linear em FMM e fluxo ( que ocorre em entreferros pequenos).
• Em outros casos, pode se usar uma média para o núcleo inteiro.
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Exemplo 1.3
• Qual a indutância do enrolamento?
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Exemplo 1.4
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Problema prático 1.4
• Fazer no Octave para próxima aula.
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Indutância própria e indutância mútua
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Potência e energia
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Propriedade dos materiais magnéticos
• Permeabilidade magnética alta permite:
1) Alta densidade de fluxo magnético
2) Baixa H necessária
3) Direcionar fluxos magnéticos
4) Maximizar acoplamento entre enrolamento de trafos
5) Diminuir a corrente de excitação de trafos
6) Dar forma a campos para produzir torque
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Materiais ferromagnéticos
• Ferro ou ligas de ferro com Co, Ni, Tg, Al ...
• Momento magnético médio dos átomos é alinhado quando expostos a um campo magnético externo.
• A medida que H aumenta, a permeabilidade sobe, até que os momentos magnéticos estejam quase 100% alinhados com o campo
• Neste ponto, diz-se que o material está saturado.
• Fluxo magnético = permeabilidade . Força magnetizante
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Materiais ferromagnéticos
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Materiais ferromagnéticos
• Quando a H é retirada, alguns momentos ficam alinhados de acordo a estrutura cristalina no material
• Este efeito é chamado histerese magnética.
• As curvas B-H (laços de histerese) são
produzidas empiricamente.
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Materiais ferromagnéticos
• Para aplicações em engenharia: somente valores máximo a curva B-H servem (curva de magnetização CC ou normal)