Trabalho de Eletromag

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL</p><p>ENGENHARIA ELÉTRICA</p><p>EFEITO PIROELÉTRICOS</p><p>ANTHONY GABRIEL LEITE DE LIMA</p><p>DAVI</p><p>FILIPE SILVA RUIS</p><p>THAWAN</p><p>CAMPO GRANDE-MS</p><p>2023</p><p>ANTHONY GABRIEL LEITE DE LIMA</p><p>DAVI</p><p>FILIPE SILVA RUIS</p><p>THAWAN</p><p>EFEITO PIROELÉTRICOS</p><p>NOTA explicativa......................................................................................................................................</p><p>CAMPO GRANDE-MS</p><p>2023</p><p>SUMÁRIO</p><p>RESUMO</p><p>1 INTRODUÇÃO</p><p>2 DESENVOLVIMENTO</p><p>3 APLICAÇÕES</p><p>Neste capítulo, abordaremos as principais aplicações práticas dos efeitos Peltier e Seebeck. Esses efeitos termoelétricos são amplamente utilizados em diversas áreas, como geração de energia elétrica a partir do calor, medição de temperatura, controle de temperatura em sistemas de refrigeração e aquecimento, entre outros. Exploraremos como esses efeitos podem ser aproveitados para a construção de dispositivos termoelétricos capazes de converter diferenças de temperatura em energia elétrica ou vice-versa, bem como suas principais utilizações.</p><p>Sensor PIR (infravermelho piroelétrico) de presença</p><p>Os dispositivos piroelétricos baseados no efeito Seebeck são amplamente utilizados em sensores de presença, também conhecidos como Sensor PIR (Infravermelho Piroelétrico). Esses sensores são comuns em sistemas de segurança e automação, permitindo a detecção de movimento de pessoas ou animais através da detecção de radiação infravermelha emitida pelo corpo. Esses dispositivos são muito úteis em locais onde é necessário ativar dispositivos elétricos de forma eficiente e reduzir o consumo desnecessário de energia elétrica. Por exemplo, em residências ou escritórios, os sensores PIR podem ser utilizados para acender as luzes apenas na presença de pessoas e desligá-las automaticamente quando não há movimento detectado, evitando o desperdício de energia. Um exemplo de sensor PIR é o módulo HC-SR501 mostrado na figura 1.1, que possui alta sensibilidade e precisão na detecção de movimento. Com base nisso, é possível afirmar que os dispositivos piroelétricos têm um papel fundamental na automação e na melhoria da eficiência energética em diferentes tipos de aplicações, proporcionando uma solução eficaz para a detecção de presença e movimento.</p><p>O módulo HC-SR501 é composto por vários componentes e reguladores eletrônicos, mas o componente fundamental responsável por detectar raios infravermelhos é o sensor LHI778 apresentado na figura 1.2</p><p>Figura 1.2 – Sensor LHI778</p><p>O funcionamento do sensor LHI778 está diretamente relacionado aos seus componentes internos que são demonstrados na figura 1.3, especialmente aos cristais que possuem propriedades termoelétricas únicas. Quando os cristais são aquecidos, ocorre uma mudança de temperatura que modifica ligeiramente as posições dos átomos, alterando a distribuição de cargas do material e gerando uma diferença de potencial nos terminais do cristal. Esse fenômeno, conhecido como efeito Seebeck, é responsável pela geração de eletricidade a partir de diferenças de temperatura. No caso do sensor LHI778, os cristais são especialmente projetados para detectar radiação infravermelha, que é absorvida pelo material e convertida em calor. Esse calor é então convertido em uma diferença de potencial nos terminais dos cristais, que é amplificada e processada para gerar um sinal de saída proporcional à intensidade da radiação infravermelha detectada. Com base nisso, é possível afirmar que o sensor LHI778 é um sensor termoelétrico altamente sensível e preciso, capaz de detectar radiação infravermelha em diferentes aplicações.</p><p>Figura 1.3 – Componentes do sensor LHI778</p><p>Pastilhas Termoelétricas</p><p>As pastilhas termoelétricas, também conhecidas como células de Peltier, são dispositivos que utilizam o efeito Peltier para promover a transferência de calor. Elas consistem em uma junção de materiais semicondutores diferentes que, quando uma corrente elétrica é aplicada, geram um gradiente de temperatura que pode ser utilizado para resfriamento ou aquecimento. O funcionamento das pastilhas termoelétricas baseia-se no princípio de que a transferência de calor ocorre sempre da região de maior temperatura para a de menor temperatura. Quando uma corrente elétrica é aplicada à célula de Peltier, ela aquece um lado e resfria o outro, possibilitando assim a transferência da temperatura, sendo utilizada para transferir calor de um lado para o outro. Ou seja, de forma mais ampla os elementos Peltier atuam como bombas de calor bidimensionais, possibilitando aquecer ao invés de resfriar e vice-versa, ao se inverter o sentido da corrente. Também é importante ressaltar que as pastilhas termoelétricas podem operam de acordo com o efeito Seebeck, gerando uma diferença de potencial elétrico quando submetidas a uma diferença de temperatura. Esse efeito é a base do funcionamento das células termoelétricas, que convertem energia térmica diretamente em energia elétrica sem a necessidade de uma máquina térmica intermediária. A figura 1.4 ilustra o funcionamento da célula de Peltier, operando como resfriador.</p><p>De forma mais detalhada, as pastilhas termoelétricas para resfriamento são compostas por materiais semicondutores tipo P e tipo N, que são unidos em uma série de junções. Quando uma corrente elétrica é aplicada a essas junções, o calor é transferido do lado frio para o lado quente da pastilha, causando resfriamento no lado frio e aquecimento no lado quente. A magnitude do resfriamento depende da quantidade de corrente elétrica aplicada e da geometria da pastilha.</p><p>As pastilhas termoelétricas possuem diversas aplicações práticas. Uma das mais comuns é no resfriamento de eletrônicos, como computadores e processadores, que produzem muito calor durante o seu funcionamento. As pastilhas termoelétricas podem ser usadas para resfriar esses dispositivos de forma mais eficiente do que os sistemas de ventilação tradicionais. Pois possui dimensões reduzidas, bastante leves e por ser um dispositivo de estado sólido sem partes mecânicas, tornando mais duradouro. Além de não necessitarem de gases refrigerantes em sua construção, por isso são uma forma segura de se realizar o resfriamento.</p><p>.</p><p>Palavras chaves</p><p>efeito termoelétrico</p><p>piroelétrico</p><p>efeito Peltier</p><p>Termopares</p><p>Efeito Seebeck</p><p>4 CONCLUSÕES</p><p>5 REFERÊNCIAS</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p>