MEL - Materiais Elétricos LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 3

MEL - Materiais Elétricos
LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 3 - Materiais Magnéticos
1. O que se entende por permeabilidade magnética relativa? Ela é uma grandeza dimensional?
2. Defina o que é força magnetomotriz e a unidade utilizada para expressá-la no SI.
3. Escreva a fórmula que relaciona as três grandezas magnéticas seguintes: vetor B de densidade
magnética de fluxo (ou vetor de indução magnética); vetor H de campo de excitação magnético
e o vetor M de magnetização.
4. Como se classificam os materiais magnéticos à luz da permeabilidade magnética.
5. Uma bobina com núcleo de ar, com 1.200 espiras, tem 60cm de comprimento e uma seção de
100cm2. Quais são os volumes da indução magnética e do fluxo magnético, sabendo-se que ela é
percorrida por uma corrente elétrica de 0,5 ampère (adotar a permeabilidade de ar igual à do
vácuo, ou seja, 1,256 x 10-6 h/m)?
6. O que se entende por materiais paramagnéticos e diamagnéticos?
7. Quais os três materiais ferromagnéticos mais importantes?
8. Qual a relação clássica entre o campo de excitação H e o vetor B de indução magnética?
9. Uma bobina com 0,25m de comprimento e que possui 400 voltas conduz uma corrente de 15 ª
a) Qual é a magnitude da intensidade do campo magnético, H?
b) Calcule a densidade do fluxo B se a bobina estiver no vácuo.
c) Calcule a densidade do fluxo dentro de uma barra de cromo que está posicionada no
interior da bobina. A suscetibilidade para o cromo pode ser encontrada na tabela 20.2
10. Explique sucintamente por que a magnitude da magnetização de saturação diminui com o
aumento da temperatura para os materiais ferromagnéticos e por que o comportamento
ferromagnético deixa de existir acima da temperatura de Curie.
11. Descreva sucintamente o fenômeno da histerese magnética e por que ela ocorre para os
materiais ferromagnéticos.
12. Os dados a seguir se aplicam a uma ligação de açocarbono:
a) Construa um gráfico de B em função de H.
b) Quais são os valores de permeabilidade
inicial e da permeabilidade relativa inicial?
c) Qual é o valor da permeabilidade máxima?
d) Em aproximadamente qual campo H ocorre essa permeabilidade máxima?
e) A qual suscetibilidade magnética corresponde essa permeabilidade máxima?
13. Uma barra feita de uma liga ferro-silício tendo o comportamento B-H mostrado na figura é
inserida no interior de uma bobina com 0,40m de comprimento e com 50 voltas, através da qual
passa uma corrente de 0,1 A.
a) Qual é o campo B no interior
dessa barra?
b) Nesse campo magnético.
i) Qual é a permeabilidade?
ii) Qual é a permeabilidade
relativa?
iii) Qual é a suscetibilidade?
iv) Qual é a magnetização?
14. Cite as diferenças entre os materiais magnéticos duros e os materiais magnéticos moles em
termos tanto do seu comportamento de histerese, quanto das suas aplicações típicas.
15. Assuma que o ferro-silício (97Fe, 3Si) na tabela 20.5 atinja exatamente o ponto de saturação
quando inserido no interior da bobina do problema 9. Calcule a magnetização da saturação.
16. A figura mostra a curva de B em função de H para uma liga
níquel-ferro.
a)
b)
c)
d)
e)
Qual é a densidade do fluxo de saturação?
Qual é a magnetização de saturação?
Qual é a remanência?
Qual é a coercividade?
Com base nos dados nas tabelas 20.5 e 20.6, você
classificaria esse material como um material
magnético mole ou duro? Por quê?
17. (Armazenamento magnético) Explique sucintamente a maneira pela qual as informações são
armazenadas magneticamente.
18. Apresente um esboço esquemático mostrando o comportamento de histerese para um ímã
ferromagnético que está sendo magnetizado gradualmente pelo seu ciclamento em um campo H
que alterna de direção e aumenta de magnitude.
19. As perdas por histerese e por correntes de Foucault introduzem limitações no desempenho de
equipamentos elétricos. Outros problemas são o envelhecimento do material magnético e
mudanças nas propriedades magnéticas devido ao processo de fabricação. Fale sobre as formas
que você conhece para minimizar cada um destes problemas, destacando suas vantagens e
limitações.
20. Explique em uma curva de histerese o que é magnetismo residual e força coercitiva. Como
devem ser estes valores para materiais que se destinam a fabricação de imãs permanentes?
Idem para eletroímãs.