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MAGLEV - SEPEX

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MAGLEV
	Você conhece e convive com ímãs de diversos tipos e tamanhos. O mais simples e comum deles é o ímã de geladeira, mas ímãs também podem ser encontrados em caixas de som, discos rígidos, motores em geral e trens magnéticos (Maglev). Você já imaginou como estes trens funcionam?
	De maneira simplificada, no trem de levitação – também chamado de MAGLEV – as rodas e trilhos foram substituídos por materiais cujo princípio básico é o magnetismo. Pela repulsão entre ímãs o atrito direto entre as rodas e os trilhos não existe, pois a repulsão magnética entre o trem e os trilhos faz com que não haja contato direto.
	Com este experimento podemos observar que ao colocar o carrinho sobre o trilho este “levita”, ou seja, fica a uma pequena distância do trilho. Desta forma, ao darmos um impulso ao carrinho, este desliza por uma distância maior que faria se não houvesse os ímãs no trilho e nele. Com o atrito menor, uma parcela maior da energia fornecida se transforma em movimento e uma parcela menor se dá para “vencer” o atrito. 
	Existem três princípios movimentação magnética de trens: 
Princípio da levitação magnética: as bobinas de levitação são instaladas na lateral dos corredores guia do trem, quando as bobinas ou ímãs supercondutores passam com uma velocidade alta a alguns centímetros acima do centro dessas bobinas, uma corrente elétrica é induzida dentro da bobina, o qual age como um eletroímã temporário. Como resultado, haverá uma força que irá empurrar o ímã supercondutor para cima, enquanto que a outra força puxará para cima simultaneamente, devido à configuração da bobina. E assim, ocorre a levitação do trem Maglev.
Princípio da orientação lateral: As bobinas de levitação, que estão uma em frente a outra, localizadas nas laterais do corredor, são conectados por baixo do trilho, formando um loop. Quando o veículo Maglev estiver correndo, e se aproximar de um lado do corredor, ele induzirá uma corrente elétrica através do loop, resultando em uma força de repulsão da bobina de levitação do lado mais próximo ao corredor e uma força de atração na bobina de levitação do lado oposto com o outro lado do veículo. Portanto, para um carro em movimento, ele sempre estará localizado no centro do corredor.
Princípio da propulsão: A força de repulsão e de atração induzidas entre os ímãs são usadas para propulsionar o veículo. As bobinas de propulsão localizadas nas laterais do corredor são alimentadas por uma corrente trifásica de uma subestação, criando um deslocamento do campo magnético no corredor. Os ímãs supercondutores serão atraídos e empurrados por esses campos magnéticos em movimento, que irá propulsionar o veículo Maglev.
Conceitos físicos envolvidos:
Ferromagnetismo: é o mecanismo básico pelo qual certos materiais (como o ferro) formam ímãs permanentes (ou são atraídos por ímãs). Isto tem origem no spin do elétron que, combinado com a sua carga elétrica, resulta em um momento de dipolo magnético criando um pequeno campo magnético. Devemos considerar dois tipos de elétrons: os conhecidos como elétrons “magnéticos” (pertencentes a uma camada atômica mais interna e não completa) e os elétrons da banda de condução (localizados numa camada externa também incompleta). O elétron magnético de um átomo, com uma dada orientação de spin (por exemplo, ) tende a alinhar um elétron da banda de condução antiparalelamente ao seu, ou seja, . Este elétron se desloca até um átomo vizinho fazendo o mesmo na interação com os elétrons magnéticos, e assim por diante, fazendo com que o material apresente um campo magnético.
Campo magnético: é produzido por todos os ímãs permanentes que possuem os pólos sul e norte. 
Campo oscilante: um campo magnético oscilante poderá induzir uma corrente alternada no condutor e então gerar uma força de levitação, pois a variação do fluxo do campo magnético aplicado induz num condutor uma corrente elétrica, e este por sua vez um campo magnético, sendo oposto ao campo magnético aplicado. Portanto gera uma força de repulsão, que poderá levitar o objeto. Nos objetos diamagnéticos ocorre o mesmo efeito, um campo magnético aplicado alterará a trajetória dos elétrons do objeto, induzindo um campo magnético oposto e geralmente fraco.
Atração e Repulsão: ao aproximar dois ímãs observa-se que os mesmos irão se atrair ou repelir, isto ocorre devido aos pólos magnéticos; pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem.
Atrito: a força de atrito é causada pela rugosidade entre as duas superfícies, é paralela e sempre contrária ao movimento relativo entre elas.
Diamagnetismo: é possível levitar supercondutores e outros materiais diamagnéticos, os quais se magnetizam em oposição ao campo magnético aplicado. Isto também é utilizado nos trens Maglev.
Referências
[1] SEARS – ZEMANSKY. Física 3 – 10ª Edição. Editora Pearson Addison Wesley.
[2] HALLIDAY – RESNICK – WALKER . Fundamentos de Física 3- 7ª Edição. Editora LTC.
[3] LEVITAÇÃO MAGNÉTICA (OU MAGLEV). Disponível em: < http://www.ifi.unicamp.br/~knobel/FI204/maglev.pdf>. Acesso em: 18 de julho de 2013.
[4] ROTEIRO PARA A EXPERIÊNCIA DE LEVITAÇÃO DE UM IMÃ REPELIDO POR UM SUPERCONDUTOR NO ENSINO DE FÍSICA. Disponível em: < http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v26_11.pdf>. Disponível em: 18 de julho de 2013.
[5] MAGLEV-COBRA: UM VEÍCULO PARA TRANSPORTE URBANO ENERGETICAMENTE EFICIENTE E AMBIENTALMENTE CORRETO. Disponível em: < http://www.sbpcnet.org.br/livro/60ra/textos/CO-RichardStephan.pdf>. Acesso em: 18 de julho de 2013.
[6] MAGLEV-COBRA. Disponível em: <http://www.dee.ufrj.br/lasup/maglev/>. Acesso em: 31/07/2013.
[7] TREM DE LEVITAÇÃO MAGNÉTICA BRASILEIRO COMEÇA A SER CONSTRUÍDO. Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=trem-levitacao-magnetica-brasileiro&id=010170130523>. Acesso em: 31/07/2013.

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