Classificação dos Materiais Magnéticos

MATERIAIS ELÉTRICOS - MEL
Materiais Magnéticos
Prof. Fabiano F. Andrade © 2010
Roteiro da Aula








Imãs Naturais e Imãs Artificiais
Classificação dos Materiais Magnéticos
Características Relevantes
Curva de Magnetização e Laços de Histerese
Infl ência da Temperat
Influência
Temperatura
ra
Propriedades x Finalidades (quadro)
P d por Hi
Perdas
Histerese
t
eC
Correntes
t P
Parasitas
it ((quadro)
d )
Aplicações dos Materiais Magnéticos (apostila)
 Referências: Callister (2007), Padilha (1997) e apostila da
UFU – Prof. Carlos Tavares.
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Imãs Naturais e Imãs Artificiais

Imãs naturais:
 são minerais encontrados na natureza com propriedades
magnéticas, como a Magnetita, que é um óxido de Ferro
(Fe3O4).
(Fe3O4)

Imãs artificiais
 são elementos com corpo de material ferromagnético que
adquirem propriedades magnéticas quando submetidos à um
intenso campo magnético, por fricção com um íman natural ou
pela ação de correntes elétricas (eletromagnetismo)
(eletromagnetismo).
 um imã permanente é feito de aço magnetizado (ferro com
alto teor de carbono), afim de manter permanentemente seu
poder magnético.
 um imã temporal é temporariamente magnetizado por uma
fonte de ondas eletromagnéticas (ferro com maixo teor de
carbono)
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Classificação dos Materiais Magnéticos

Ao aplicarmos
p
um campo
p
magnético externo, os
domínios se alinham na
direção deste campo e podem
permanecer ou não alinhados
depois de retirarmos o campo:
 Duros: são aqueles que ao
retirarmos o campo magnético
externo, o alinhamento dos
domínios permanece.
 Moles,
Moles macios ou doces: o
alinhamento dos domínios
desaparece ao retirarmos o
campo magnético externo.
externo
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Classificação dos Materiais Magnéticos

Fisicamente,, os materiais magnéticos
g
p
podem ser
classificados, quanto à permeabilidade, como:
 Ferromagnéticos (ferro, níquel, cobalto, aço) – caracterizamse por uma magnetização
ti
ã espontânea
tâ
e ttotalmente
t l
t
independente de campos magnéticos externos.
p
possuem uma p
permeabilidade magnética
g
(μ) centenas ou
milhares de vezes, maior que a do vácuo (μo)
 a grandeza desta magnetização depende da temperatura, que se
por Temperatura
p
de Curie ficar acima da crítica ((conhecida p
variável para cada material: ferro 7700C, cobalto 7700C, níquel
3650C) o material perde suas propriedades magnéticas
ate a s p
provocam
o oca u
uma
a forte
o te
 estes materiais
concentração das linhas de fluxo do campo
que os interceptam.
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Classificação dos Materiais Magnéticos
 Diamagnéticos:
 Estes materiais afastam ligeiramente as linhas de fluxo que os
interceptam.
 A direção do campo adicional (formado através da teoria dos
domínios) é oposta à do campo externo fazendo com que o
campo resultante seja menor que o campo externo.
 Sua permeabilidade magnética é menor que a do vácuo
vácuo.
 exemplos: vidro, água, antimônio, bismuto, chumbo, cobre,
gases raros.
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Classificação dos Materiais Magnéticos
 Paramagnéticos:
 estes materiais tendem a concentrar ligeiramente as linhas de
fluxo que os interceptam.
 A direção do campo adicional é a mesma do campo externo,
portanto, o campo resultante é maior que o campo externo.
 Sua permeabilidade magnética é ligeiramente maior que a do
vácuo.
vácuo
 exemplos: oxigênio, sódio, sais de ferro e de níquel, alumínio,
silício.
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Exemplos de Permeabilidade Magnética
Paramagnéticos
Ferromagnéticos
Diamagnéticos
O bismuto apresenta uma variação em sua resistência elétrica quando
atravessado pelo fluxo magnético, sendo por isso aproveitado em instrumentos
de medição de campo magnético
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Características Relevantes

Retentividade:
 representa a capacidade de um material reter mais ou menos
o magnetismo. O aço, por exemplo, possui maior
retentividade do que o ferro doce
doce.

Relutância:
 quantifica o nível de oposição ao estabelecimento do fluxo no
circuito magnético imposta por um material.
 a relutância pode ser obtida a partir das características
magnéticas
éi
e geométricas
é i
d
do material,
i l conforme:
f
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Características Relevantes

Permeância:
 é a recíproca da relutância, ou seja, uma espécie de medida
do nível de “facilitação” ao estabelecimento do fluxo no
circuito magnético de um material (análogo à condutância)
condutância).

Permeabilidade:
 mede é o grau de magnetização de um material em resposta
a um campo magnético.
 a permeabilidade é função da temperatura e da intensidade
d campo magnético
de
é i aplicado.
li d
 A permeabilidade relativa, por vezes escrita com o símbolo μr
e frequentemente
q
apenas
p
com μ, é a razão entre a
permeabilidade absoluta e a permeabilidade do vácuo μo .
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0  4    107
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Curva de Magnetização por Ciclamento
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Curva de Magnetização e Laços de Histerese
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Clico de Histerese
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Influência da Temperatura
T
Temperatura
t
de
d Curie
C i
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Últimos tópicos:
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Propriedades
p
x Finalidades (q
(quadro))
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Perdas por Histerese e Correntes Parasitas (quadro)
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