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Magnetismo
Professor Renato Medeiros
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Origens do Eletromagnetismo
Faraday identificou a rotação do plano de polarização da luz quando era colocado num campo magnético. Acreditava nas linhas de campo elétrico e magnético como entidades físicas reais e não abstrações mate-máticas. Sua descoberta mais impor-tante é a indução eletromagnética, em 1831, utilizada na obtenção de energia elétrica nas usinas hidroelétricas.
Maxwell demonstrou em 1864 que as forças elétricas e magnéticas têm sua natureza dependente do referencial: uma força elétrica em determinado referencial pode tornar-se magnética se analisada de outro, e vice-versa. Ainda provou que os anéis de Saturno tinham de ser constituídos de milha-res de meteoritos e fez importantes contribuições à termodinâmica.
O termo magnetismo resultou do nome Magnésia, região da Ásia Menor (Turquia), devido a um minério chamado magnetita (ímã natural) com a propriedade de atrair objetos ferrosos à distân-cia (sem contato físico).
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Propriedades Magnéticas
O mineral apresenta forma cristalina isométrica, geralmente na forma octaédrica. É um material quebradiço, fortemente magnético, de cor preta, de brilho metálico, com densidade de 5,18 g/cm3. A magnetita é a pedra-ímã mais magnética de todos os minerais da Terra, e a existência desta propriedade foi utilizada para a fabricação de bússolas.
A Magnetita é um mineral magnético formado pelos óxidos de ferro II e III cuja fórmula química é Fe3O4. A magnetita apresenta na sua compo-sição, aproximadamente, 69% de FeO e 31% de Fe2O3 ou 26,7% de ferro e 72,4% de oxigênio.
1. Polaridade 3. Inseparabilidade2. Atratibilidade
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Campo Magnético
Pólo NorteLinhas de Saída
Pólo SulLinhas de Entrada
Campo Magnético é a região do espaço em torno de um condutor percorrido por corren-te elétrica ou em torno de um ímã. Para cada ponto do campo mag-nético, existe um vetor B, denominado vetor campo magnético.No SI, a unidade do vetor B é o Tesla (T)
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TIPOS DE IMÃS
NATURAL TEMPORÁRIO
MAGNETITA CONTATO ATRITOCORRENTE ELÉTRICA
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Magnetismo
Christian Oersted (1770-1851)
Movimento das cargas elétricas pode produzir efeitos magnéticos
Michael Faraday (1791-1867)
Deslocamento de magnetos pode produzir corrente
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Magnetismo Terrestre
Pólo magnético norte
(2001)81° 18′ N 110° 48′ W
(2004)82° 18′ N 113° 24′ W
Pólo magnético sul
(1998)64° 36′ S 138° 30′ E
(2004)63° 30′ S 138° 0′ E
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Força Magnética
BvqFB
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Força Magnética de Lorentz
1º Caso
Carga em repouso no campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθFM = 0
2º Caso
Carga com velocidade paralela ao campo
magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθFM = 0
3º Caso
Carga com velocidade
perpendicular ao campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθFM = q.v.B
Nesse caso a
partícula executa
M.C.U. de Raio R
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F
F F
Força Magnética de Lorentz
Regra da mão Esquerda
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Força Magnética de Lorentz
4º Caso
Carga com velocidade oblíqua ao
campo magnético
Força Magnética
FM = q.v.B.senθ
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Fio Retilíneo em Campo Magnético
Força Magnética para Carga
FM = q.V.B.senθ FM= q.V.B
Força Magnética para Fio
FM = B.i.L.senθ FM = B.i.L
Mesmos sentidos de corrente - Atração Sentidos opostos de corrente - Repulsão
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PRODUÇÃO DE CORRENTE PRODUÇÃO DE CORRENTE ALTERNADAALTERNADA
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PRODUÇÃO DE CORRENTE PRODUÇÃO DE CORRENTE ALTERNADAALTERNADA
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En. Potencial En. Cinética En. Elétrica
USINA HIDRELÉTRICAUSINA HIDRELÉTRICA
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USINA HIDRELÉTRICAUSINA HIDRELÉTRICA
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USINA USINA HIDRELÉTRICAHIDRELÉTRICA
Distribuição eDistribuição eTransporde daTransporde daEnergiaEnergia
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Indutores e Indutância
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INDUTORES
Símbolo do indutor
Unidade de indutância é o Henry ( H )
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16.2 Indutor e Conceito de Indutância
Polaridade Magnética do Indutor
Indutor ou BobinaAspecto e símbolos: Concentração de fluxo magnético:
Indutância: capacidade de armazenar energia magnética.
Símbolo L
Unidade de Medidahenry [H]
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16.3 Indutores Fixos e VariáveisEspecificações principais: Indutância, Tolerância, Resistência Ôhmica
Indutores Comerciais Radial Toroidal Encapsulado Blindado
Característica Magnética do Núcleo: permeabilidade magnética - [T.m/A]No vácuo: o = 4 x 10-7 T.m/A
Núcleo Permeabilidade - [T.m/A]Ar o
Materiais diversos o
Ferro 10.o a 8000.o
Ferrite 10.o a 5000.o
Projeto de um Indutor
c
d.N..785,0L
22
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INDUTÂNCIA MÚTUA A indutância mútua ocorre quando
vários enrolamentos ou bobinas de fio condutor têm um fluxo de indução magnética em comum. Um dispositivo com indutância mútua entre várias bobinas é designado por transformador.
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Transformadores
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Transformadores
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Transformador• Um transformador é um dispositivo para modificar tensões e correntes alternadas sem perda apreciável de potência.• Um transformador simples é constituído por dois enrolamentos em torno de um núcleo de ferro. O enrolamento que recebe a potência é o primário, o outro o secundário.
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TRANSFORMADORES
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Transformadores
Um transformador consiste de duas ou mais bobinas acopladas através de um campo magnético mútuo.
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O Transformador Ideal
As resistências das bobinas são desprezíveis. Todo o fluxo está confinado no núcleo e se
concatena com as bobinas. Isto é, não existem fluxos de dispersão.
A permeabilidade do núcleo é infinita. Isto implica em dizer que a força magneto motriz requerida para estabelecer o fluxo é zero.
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Transformador IdealEquação fundamental
2
1
2
1
N
N
V
V
2
1
1
2
N
N
I
I
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O Transformador Real
No transformador real a resistência de condução dos condutores é considerada, existem fluxos de dispersão, a permeabilidade do núcleo não é infinita e as perdas no núcleo ocorrem quando o material está submetido a um fluxo variável no tempo.
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TRANSFORMADOR - ELEVADOR
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TRANSFORMADOR ABAIXADOR