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AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo ELETROMAGNETÍSMO Aula 11: Circuitos magnéticos AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Fluxo magnético; Relutância; Força magneto motriz Histerese; Circuito magnético. Temas/objetivos desta aula AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Força magneto motriz 𝑓𝑚𝑚 = 𝐻. 𝑙 = 𝑁. 𝐼 = ℜ.𝜙 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo 1) Para o circuito magnético toroidal mostrado na figura a seguir, um enrolamento de 400 espiras é percorrido por uma corrente contínua I. Deseja- se estabelecer um fluxo magnético Φ = 0,4 mWb. O material do núcleo é aço fundido. Determine: a) A densidade de fluxo magnético no material; b) O campo magnético no material; EXERCÍCIO 1 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Dados: N = 400 espiras A = 2 × 10−3 m2 lm = 16 cm AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Curva B x H AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo 1) Para o circuito magnético toroidal mostrado na figura a seguir, um enrolamento de 400 espiras é percorrido por uma corrente contínua I. Deseja-se estabelecer um fluxo magnético Φ = 0,4 mWb. O material do núcleo é aço fundido. Determine: a) O valor da permeabilidade magnética relativa do material nessa condição; b) A relutância do material; c) O valor da corrente I, para estabelecer o fluxo especificado. EXERCÍCIO 2 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Dados: N = 400 espiras A = 2 × 10−3 m2 lm = 16 cm AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Curva B x H AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Deseja-se estabelecer um campo magnético cuja densidade seja de 1,0 T. Esse campo magnético se situará em um meio cuja relutância é de 5 × 105 H-1 e seção reta de 10−3 m2. Determine o produto NI que atende à essa especificação. EXERCÍCIO 3 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Deseja-se operar o circuito magnético mostrado na figura a seguir na saturação. O enrolamento de N espiras é percorrido por uma corrente contínua I. Determine: a) A densidade de fluxo magnético; b) O fluxo magnético; c) A força magneto motriz; d) A relutância do material; e) A corrente no enrolamento. EXERCÍCIO 4 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Dados: Raio externo = 18 cm; Raio interno = 17 cm; d = 2 cm; Material: aço laminado; Enrolamento: 1.000 espiras. AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Para o circuito magnético mostrado na figura a seguir um enrolamento de N espiras é percorrido por uma corrente contínua I, produzindo um fluxo magnético no núcleo magnético igual a 0,4 mWb. Determine: a) O percurso magnético médio total; b) A área de cada trecho; c) A densidade de fluxo em cada trecho; d) A intensidade de campo magnético para cada trecho para o fluxo dado; e) A força magneto motriz para cada trecho para o fluxo dado; f) A relutância de cada trecho; g) A força magneto motriz total (f.m.m.) para o fluxo dado; h) A corrente para essa f.m.m, considerando-se um enrolamento com 2.000 espiras. EXERCÍCIO 5 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo Dados: l1 = 12 cm; l2 = 10 cm; l3 = 2 cm; l4 = l6 = 2 cm; l5 = l7 = 3 cm; Material: aço laminado. AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1 a) B = φ / A = 4 x 10-4 / 2 x 10-3 = 0,2 T b) Pelo gráfico B x H, para B = 0,2 tem-se que H = 170 Ae.m-1. AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 2 a) µ = B / H = 0,2 / 170 = 1,176 x 10-3 H.m-1 µr = µ / µ0 = 1,176 x 10 -3 / (4 x π x 10-7) = 955,8. b) R = 0,16 / (955,8 x 4 x π x 10-7 x 2 x 10-3) = 66.606 H-1 c) N x I = H x l, logo I = H x L / N = 170 x 0,16 / 400 = 68mA. AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 3 Fmm = R x φ = R x B x A = 1 x 10-3 x 5 x 105 = 500 Ae. AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 4 a) Bsat = 1,6 T b) A = (18 – 17) x 10-2 x 2 x 10-2 = 2 x 10-4 m2 Φ = B x A = 1,6 x 2 x 10-4 = 3,2 x 10-4 Wb c) L = 2 x π x 17,5 x 10-2 = 1,2 m Pelo gráfico: H = 3.300 Ae.m-1 Fmm = H x l = 3.300 x 1,2 = 3.630 Ae.m-1 d) Fmm = N x I = H x l, logo I = H x l / N = 3.630 / 1.000 = 3,63 A AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 5 Trecho Φ, Wb A,m2 B, T H,A.m-1 μ, H.m-1 l,m R H×l R × Φ ab 4×10−4 6×10−4 0,67 85 7,88×10−3 10×10−2 21.150 8,5 8,46 bc 4×10−4 4×10−4 1,0 170 5,88×10−3 7×10−2 29.762 11,9 11,9 cd 4×10−4 6×10−4 0,67 85 7,88×10−3 10×10−2 21.150 8,5 8,46 da 4×10−4 4×10−4 1,0 170 5,88×10−3 7×10−2 29.762 11,9 11,9 AULA 11: Circuitos magnéticos Eletromagnetismo AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Circuitos magnéticos