ME - Apostila geral
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DisciplinaMateriais Elétricos para Engenharia Elétrica78 materiais193 seguidores
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a partir do qual os domínios começam a se orientar 
no sentido do campo. O valor de Hc, contudo, não depende do valor de Br. 
O magnetismo residual se configura em perda de energia porque representa uma parte da energia entregue pelo 
sistema através do campo magnético que não é devolvida ao sistema. Além disso, a energia usada na desmagnetização 
do material representa também gasto adicional de energia pelo sistema. Estes fatos resultam nas chamadas perdas por 
histerese e, assim, quanto maior a área do laço de histerese, maior é a perda no material. Portanto, em aplicações 
como motores, transformadores e núcleos magnéticos em geral, exige-se um material de menor laço de histerese 
possível, mas exceções são feitas aos dispositivos de armazenamento magnético de dados e informações (fitas K-7, de 
vídeo, disquetes, etc) e aos utilizados na obtenção de imãs permanentes. 
A magnetização ocasiona também um outro tipo de perda. Os materiais ferromagnéticos são basicamente 
materiais condutores (exceção feita às ferrites). Logo, sob o ponto de vista elétrico, os mesmos sofrem a indução de 
forças eletromotrizes em seu interior quando sujeitos a campos magnéticos variáveis (Lei de Faraday). Isto origina a 
circulação de correntes induzidas em sua estrutura, chamadas correntes parasitas ou de Foucault, que aquecem o 
material por Efeito Joule, sendo então denomidadas perdas de Foucault. 
Os materiais ferromagnéticos podem sofrer um envelhecimento do ponto de vista magnético, ocasionado 
quando o mesmo é submetido a temperaturas elevadas durante grandes períodos (exemplos: transformador e motor 
em serviço contínuo), o que desenvolve a chamada fadiga magnética, que se manifesta por uma diminuição da 
permeabilidade magnética e aumento das perdas por histerese. Para os denominados núcleos compactos, o efeito do 
envelhecimento magnético é também conseqüência de choques mecânicos, que provocam um reposicionamento de 
seus domínios magnéticos previamente orientados. 
Fig. 2.3.2: Gráfico de curvas de 
magnetização (B = µ H). 
H (A/m) 
B (Wb/m2) 
saturação 
material 
saturável 
material não 
saturável 
0 
Fig. 2.3.3: Laço ou ciclo de histerese magnética. 
H (A/m) 
B (Wb/m2) 
curva 
normal de 
magnetização 
H2 H1 
-HC 
HC 
Br 
-Br 
laços de histerese 
saturação 
0
 
CAPÍTULO 2: Materiais isolantes e magnéticos 
33 
 
 2.3.4) MATERIAIS E LIGAS FERROMAGNÉTICAS 
 
Como visto, materiais ferromagnéticos são aqueles que concentram fortemente as linhas de força do campo 
magnético e, portanto, sua permeabilidade relativa é muito maior que a do vácuo (µ r >>1). Além do ferro, que é o 
principal material para aplicações magnéticas (exemplo: ferro fundido, µ r = 800), tem-se ainda o níquel (µ r = 50), o 
cobalto (µ r = 60) e ligas ferromagnéticas (exemplos: ferro-silício, µ r = 5500; mumetal, µ r = 100.000). 
O ferro puro é dito ser um material magnético macio. Estes materiais possuem área de laço de histerese 
relativamente pequena (baixo fluxo residual), mas são, porém, de pequena resistividade, o que favorece as perdas por 
Foucault. Desse modo, só são usados em circuitos DC, pois nesse caso, as perdas por correntes parasitas são nulas. 
Acrescentando silício ao mesmo e laminando-o é possível seu uso em circuitos AC. 
As ligas ferromagnéticas constituem-se principalmente de ferro com outros materiais. São construídas para 
melhorar alguma propriedade do ferro, tais como: redução de correntes parasitas, aumento do nível de saturação e 
aumento de sua permeabilidade magnética. Algumas destas ligas são vistas a seguir: 
1) Ligas de ferro-níquel: estas ligas apresentam elevada permeabilidade perante baixas intensidades de campo 
magnético. São usadas principalmente em telecomunicações e para fabricar núcleos de transformadores de 
rádiofreqüência, relés, bobinas e blindagens magnéticas. Estas ligas são classificadas em três grandes grupos: 
Grupo 1: ligas com até 35 % de níquel. Nomes comerciais: Anhyster A e B, Rhometal. 
Grupo 2: ligas com níquel ente 35 % e 50 %. Nomes comerciais: Hypernik, Anhyster C e D, Permalloy-45, 
Nicalloy, etc. Caracterizam-se por baixa resistividade e permeabilidades maiores que as ligas do grupo 1. 
Grupo 3: ligas com 80% de níquel em média. Nomes comerciais: Permalloy-78 (78,5 % de níquel) e Mumetal (76 
Ni, 17 Fe, 5 Cu, 2 Cr). Essas ligas possuem elevada permeabilidade (em torno de 100.000). 
2) Ligas de ferro-silício: são materiais obtidos com pequenas quantidades de silício acrescidas ao ferro (até 5%). 
Devido à propriedade isolante do silício, consegue-se uma ligas de maior resistividade, o que reduz as perdas por 
correntes parasitas. O silício diminui ainda a intensidade de saturação do ferro e a fadiga magnética, conseguindo 
conservar constantes a permeabilidade e a perda por histerese. São usadas em circuitos magnéticos moldadas em 
chapas isoladas entre si, o que diminui mais ainda as correntes parasitas. Emprego: núcleo de transformadores de 
média e baixa potência, relés, reatores, medidores elétricos, motores, etc. Chapas de ferro-silício de grão orientado 
(pó de ferro isolados uns dos outros por aglomerante e compactados) são usados na tecnologia de núcleos de 
transformadores monofásicos e trifásicos de elevada potência e para telefonia, eletrônica e comunicação. 
3) Ligas de ferro-cobalto: são ligas de elevado ponto de saturação e alta permeabilidade. Nomes comerciais: Hyperco 
e Permendur. Têm particular uso nos núcleos de alto-falantes dinâmicos e membranas de cápsulas telefônicas. 
4) Ligas para ímãs permanentes: devem apresentar elevado magnetismo residual (Br), isto é, laço de histerese largo e 
bastante alto, sem alterá-lo sensivelmente perante variações de temperatura e de forças mecânicas. Os materiais 
mais usados são ligas de ferro-carbono com acréscimo de silício para diminuir o envelhecimento. O carbono 
aumenta a força coercitiva, a retentividade e a resistividade e diminui a permeabilidade e o ponto de saturação. 
5) Ferrites: as perdas por correntes parasitas se acentuam quanto maior é a freqüência do fluxo magnético polarizante 
(conseqüência da Lei de Faraday). Logo, núcleos para bobinas que operam em circuitos de altas freqüências 
devem ser bastante resistivos, sem, contudo, perder as suas características magnéticas. Neste caso, utilizam-se 
núcleos compactados e sinterizados, que constituem-se de uma mistura de pós, basicamente óxido de ferro 
(material cerâmico), com acréscimos diversos de níquel, zinco, manganês, magnésio, silício e de uma resina 
aglomerante (polisterol ou goma-laca), que tem a função de \u201ccolar\u201d os grãos do pó. Estes tipos de núcleo são 
chamados de ferrites, que, assim, se caracterizam por uma elevada resistividade elétrica (faixa de valores entre 1 e 
106 \u2126m) e com boas características magnéticas, sendo, porisso, usados como núcleos de transformadores ou 
indutores que operam em circuitos de altas freqüências, como, por exemplo, supressores de interferências de RF. 
Outros exemplos: magnetita e ferrites à base de níquel-zinco e manganês-zinco. 
 
 2.3.5) INDUTORES E TRANSFORMADORES 
 
O caráter indutivo relaciona a corrente elétrica circulante e o fluxo magnético associado e está, portanto, 
presente em todos os circuitos elétricos. O indutor é o componente que introduz a grandeza indutância nos circuitos e 
a sua principal finalidade é armazenar energia na forma de campo magnético. Ele constitui-se de um fio condutor 
enrolado, sendo, porisso, também chamado de bobina ou enrolamento (no caso de transformadores e motores). 
Sabe-se, da teoria do Eletromagnetismo, que toda carga elétrica em movimento (corrente elétrica) produz um 
fluxo de campo magnético (\u3c6) e que, se este campo for variante no tempo (por exemplo, alternado), o mesmo induzirá 
uma tensão, conhecida como força eletromotriz (fem), em qualquer condutor ou circuito que ele atinge (Lei de 
Faraday: fem = - d\u3c6/dt), inclusive no próprio dispositivo por onde circula a corrente. Pela Lei de Lenz, sabe-se 
também que a