Estrutura CEME1 Atividade 02

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA I - CCE0146 
Título – Atividade 2
Circuitos Magnético
Objetivo 
Fixação da teoria
Competências / Habilidades
Estudos dos materiais magnéticos
Desenvolvimento 
Quais os três principais tipos de materiais magnéticos e qual deles é utilizado em máquinas elétricas e transformadores?
CH Atribuída: 4
Na natureza, existem alguns materiais que, na presença de um campo magnético, tornam-se ímãs fracos ou não. Esses materiais são classificados em ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos.
As substâncias ferromagnéticas são fortemente atraídas pelos ímãs. Já as substâncias paramagnéticas e diamagnéticas são, na maioria das vezes, denominadas de substâncias não magnéticas, pois seus efeitos são muito pequenos quando estão sobre a influência de um campo magnético.
Materiais diamagnéticos
Quando um material diamagnético é colocado na presença de um campo magnético externo, estabelece-se em seu interior outro campo magnético em sentido oposto ao qual ele foi submetido e que desaparece quando o campo externo é removido. É o mesmo que dizer que esse tipo de material é repelido pelo campo magnético.
Todos os materiais podem ser considerados diamagnéticos, porém essa característica é insignificante quando o material é ferromagnético ou paramagnético. Macroscopicamente, esses materiais são caracterizados por não serem atraídos pelos ímãs. Alguns exemplos são a água, madeira, plástico e alguns metais, como o mercúrio, o ouro e a prata.
Materiais Paramagnéticos
Os materiais paramagnéticos são aqueles que têm seus momentos angulares alinhados ao serem colocados nas proximidades de um campo magnético. Esse alinhamento ocorre paralelamente ao campo magnético externo e faz com que o material se comporte da mesma forma que o ímã normal. Sendo assim, eles são atraídos pelos ímãs e passam a ter as mesmas características que eles. Entretanto, quando o campo externo é retirado, o material perde suas propriedades magnéticas e volta “a comportar-se normalmente”. Exemplos: alumínio, sódio, magnésio e cálcio.
Materiais Ferromagnéticos
São classificados como ferromagnéticos os materiais que possuem memória magnética, isto é, quando são submetidos a um campo magnético externo, eles têm seus momentos angulares alinhados e passam a comportar-se da mesma forma que o ímã. Além disso, essas características permanecem mesmo após o ímã ser removido. Alguns exemplos são o ferro, níquel, cobalto e algumas ligas.
Materiais magnéticos duros e moles
Os materiais magnéticos são classificados em duros e moles, estes últimos também referidos como macios ou doces. Os magnetos duros, também chamados ímãs, são aqueles "permanentes" - o que significa que exigem um forte campo externo para levar sua magnetização a zero. Já os magnetos moles possuem um magnetismo facilmente reversível.
O uso dos materiais magnéticos depende justamente de que eles sejam duros ou moles. Ou, dito de outra forma, algumas aplicações exigem materiais duros e outras aplicações exigem materiais moles. Um ímã de geladeira, por exemplo, deve ser feito de um material magnético duro, para que possa permanecer grudado por muito tempo. Já os motores elétricos exigem materiais magnéticos moles, para que eles possam se adaptar rapidamente às alterações da corrente elétrica alternada.
A característica de material magnético duro ou mole depende do domínio - a menor unidade do material que mantém uma orientação magnética própria. No caso dos materiais magnéticos moles, quando o campo magnético externo é retirado, a orientação magnética dos domínios desaparece.
São utilizado em máquinas elétricas e transformadores.
Os materiais magnéticos macios, em geral, são utilizados na construção de motores, geradores e transformadores com núcleo de bobinas alimentadas com corrente alternada, o que induz correntes parasitas, causando elevadas perdas. Por este motivo, rotores e estatores de motores, bem como núcleo de transformadores, são construídos com chapas de aço ferromagnético laminadas, justapostas e isoladas para restringir o fluxo de correntes parasitas e reduzir as perdas, aumentando a resistividade.
Os materiais magnéticos macios mais utilizados são as ligas de aço em geral, com exceção de algumas ligas de aço inox que são paramagnéticos e apresentam a mesma permeabilidade magnética relativa do vácuo. Os três tipos de materiais mais utilizados para núcleos de máquinas elétricas são o aço baixo carbono, aço-silício de grão não orientado e aço-silício de grão orientado.