Resumo Acionamentos I

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CURSO: TECNOLOGIA EM MECATRÔNICA INDUSTRIAL
DISCIPLINA: ACIONAMENTO DE MÁQUINAS I
PROFESSORA: LIVIA COSTA
TRABALHO 
RESUMO/SOLUÇÃO DE QUESTÕES
ALUNO: Luiz Paulo Oliveira Santos
 
Limoeiro do Norte-CE
30/07/2014
RESUMO DO LIVRO FUNDAMENTOS DE MÁQUINAS ELÉTRICAS, VINCENT DEL TORO
CAPÍTULO 1
A maior parte dos mecanismos encontrados nas fábricas e até em residências usam as leis do eletromagnetismo para ser possível funcionarem. Sem isso, sequer a possibilidade de distribuição de energia elétrica como se conhece hoje seria possível. Portanto para se entender o princípio básicos desses tantos dispositivos, é importante se entender e estudar os fenômenos eletromagnéticos.
A lei de Ampère nos diz que existe uma força diretamente proporcional à intensidade de corrente elétrica que passa por um condutor e inversamente proporcional à distância do ponto em que se quer observar os efeitos das forças. 
É possível se caracterizar e representar um campo magnético através de linhas de força constantes. Define-se a intensidade de fluxo magnético B que é expresso em teslas (T).
Para correntes e distâncias constantes, o meio pelo qual o campo magnético vai de um ponto a outro influi diretamente na força aplicada resultante. 
O ferro proporciona uma densidade de fluxo magnético muito maior que o do vácuo. Esta característica do meio é chamada de permeabilidade magnética. No vácuo este valor é de . Para se fazer os cálculos, e quando a permeabilidade for maior do que a do vácuo, usa-se a permeabilidade relativa que é facilmente calculada: .
O fluxo magnético que é dado em webers (Wb) é definido como a integral de superfície da componente normal do vetor campo magnético B. Ou seja, é a quantidade de linhas de campo em um determinado momento.
A intensidade do fluxo magnético H é uma forma de se trabalhar com o campo sem que seja dependente do meio pelo qual as linhas passam. Logo, a intensidade do campo magnético é a zarão entre a densidade magnética e a permeabilidade. Sua unidade é expressa como A/m. Mas como os enrolamentos de campo são compostos por muito mais do que um único condutor, a unidade de H passa a ser mais usada na prática como Ae/m (ampère-espira por metro). Quando se tem um campo constante que penetra uma área fixa é possível calcular o fluxo como: .
Para circuitos elétricos, a grandeza que define a dificuldade da passagem de corrente elétrica em um condutor é definida como resistência. Para os circuitos magnético, a dificuldade de penetração das linhas de campo em um determinado material é chamada de relutância magnética.
A forma que está disposto um elemento condutor e em que ângulo em relação à normal o campo magnético faz, afeta diretamente no módulo da força como descreve a equação onde é a intensidade de corrente do condutor que recebe o campo, é o comprimento deste e se refere ao ângulo em que o campo corta o condutor em relação à sua normal.
Materiais como o hidrogênio tem um comportamento bastante curioso quando submetido a um campo magnético. A reação molecular é tal que quando o elemento é o meio pelo qual passam linhas de campo magnético, ocorre uma pequena diminuição no campo, se comparado com o vácuo. Isso acontece porque o campo altera todas as cargas rotativas em relação a direção do campo e o efeito que acontece é um campo oposto ao aplicado, independentemente da direção do movimento, seja de rotação ou translação. Materiais que tem este tipo de comportamento são chamados de diamagnéticos.
Os materiais mais largamente utilizados para se aproveitar o fluxo magnético em qualquer dispositivo ou máquina elétrica que funciona com as leis do eletromagnetismo são os ferromagnéticos. Em um volume de aproximadamente 10-9 centímetros cúbicos existem cerca de 1015 átomos, denomina-se domínio de um formato cristalino do material. Os momentos magnéticos deste dos átomos destes domínios estão todos alinhados exatamente no mesmo sentido do campo que o cortou.
Materiais paramagnéticos são aqueles que, pegando-se o exemplo da molécula de hidrogênio diamagnético, teria um elétron a menos para se fazer de exemplo. Com o íon formado pela ausência do elétron, ele fica orientado de acordo com o fluxo magnético aplicado ao mesmo. Isso provoca então um pequeno aumento da densidade de fluxo. 
Uma característica importante dos materiais ditos ferromagnéticos é que quando a intensidade do campo aumenta até um certo valor, é seguidamente a mesma reduzida. Ainda mais, quando a intensidade do campo volta a 0, a densidade do fluxo não vai também para 0. 
Isso acontece porque alguns domínios do material não retornam à posição em que estavam antes do fluxo passar por ele. Este valor de B que permanece após cessar a intensidade do campo chama-se densidade residual de fluxo. Retentividade é o termo usado para expressar a máxima densidade residual possível de um material.
Um fluxo magnético pode ser mantido estável, enquanto um fluxo de elétrons não, pois é necessário que haja uma fonte constante. Analogias podem ser feitas em relação ao comportamento de circuitos elétricos e circuitos magnéticos. A corrente que é a tensão pela resistência elétrica pode ser análoga ao fluxo que é igual à força magneto-matriz pela relutância magnética. Impedância é um termo usado para indicar a resistência a uma força de excitação em gerar uma resposta. Mas não se deve deduzir que as analogias servem igualmente para todos os aspectos. Não existem, por exemplo, isoladores magnéticos como na eletricidade. 
São de suas categorias os cálculos dos circuitos magnéticos. A primeira categoria envolve que o valor do fluxo magnético é definido e depois feito o calculo da fmm que o produz. Os conversores CA e CC usam este princípio para serem projetados. A segunda categoria deve-se conhecer a geometria do circuito magnético e a fmm aplicada, como acontece nos casos de amplificadores magnéticos, onde é frequentemente necessário saber o fluxo magnético resultante que foi gerado por um ou mais geradores magnéticos de controle.
Uma das principais características dos circuitos magnéticos é a indutância, descoberta por Faraday. É uma propriedade de um elemento do circuito magnético que a energia poderá ser armazenada em um campo de fluxo magnético. Mas ela só aparece quando existe neste circuito uma corrente elétrica ou fluxo que variam com o tempo. Portanto um material pode ter sua indutância definida, mas ela só aparece como um fator implicante no circuito quando existe este fluxo variável.
De acordo com a equação a diferença de potencial num dado instante de tempo entre os terminais de um indutor e dividindo pela derivada correspondente da função corrente-tempo, determinamos o parâmetro da indutância. A unidade é frequentemente usada como henry. Quando uma indutância é independente da corrente que passa pela bobina, diz-se que este indutor é linear. A lei de Ohm pode ser escrita para mostrar tanto a tensão em termos da corrente como a corrente em termos da tensão. Aquela equação pode ser expressa sob o ponto de vista de circuito, mas a mesma tensão pode ser descrita pela lei de Faraday em termos de fluxo produzido pela corrente e pelo número de espiras N da bobina do indutor. Consequentemente podemos escrever .
O parâmetro indutância releve alguns fatos interessantes que não estão facilmente disponíveis quando essa variável é definida tanto do pontos de vista de energia quanto do circuito. Ela é dependente da geometria das dimensões físicas e da propriedade magnética do meio e isso tem a importância de indicar o que pode ser feito para se alterar o valor de L. Dessa forma, a indutância pode ser diferenciada de quatro formas diferentes:
Aumentando o número de espiras;
Usando um núcleo de material ferromagnético de boa permeabilidade;
Reduzindo o comprimento do núcleo ou aumentando a área da seção transversal do mesmo.
As perdas no núcleo acontecem devido a correntes parasitas e perdas por histerese nos dispositivos eletromagnéticos que tem fluxovariável com o tempo. São considerações importantes porque elas avaliam a capacidade e eficiência das máquinas e dispositivos.
Quando se magnetiza e desmagnetiza um material ferromagnético de forma cíclica, há uma liberação e armazenamento de energia que não é totalmente reversível. O fator preponderante do ciclo de histerese é a reorientação lenta dos domínios na resposta a uma forma magnetizante que varia ciclicamente. Analisando as unidade de H e B que são os eixos do ciclo de histerese, há uma relação de newtons por metro quadrado, mas newtons menos metro é igual a um joule. Logo, unidades de HB são iguais a um joule por metro cúbico, que é, evidentemente, uma unidade de energia. Essas análises são para avaliar todas as perdas que acontecem em circuitos magnéticos em decorrência da temperatura e outros fatores.