ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 1 CONVENÇÃO DE SINAIS Bipolo Gerador Bipolo Receptor Circuito Convencional + + E I V - + I E I - V I - I = corrente recebida V = tensão manifestada "Tensão e Corrente em sentidos contrários". E = tensão produzida I = corrente produzida "Tensão e Corrente no mesmo sentido". + - Sentido convencional da corrente EXPERIÊNCIA DE OERSTED – CORRENTE PRODUZ FLUXO I I agulha de bussola E + + - - E agulha de bussola limalha de ferro limalha de ferro REGRA DA MÃO DIREITA – SENTIDOS DE CORRENTE E FLUXO I I LINHAS DE FLUXO CORRENTE Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS φ φ ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 2 PEÇAS POLARES NATURAIS (IMÃS) LINHAS DE FLUXO PEÇA POLAR FACES POLARES N e S N S N S LINHAS DE FLUXO DE PEÇAS POLARES PRÓXIMAS ENTRE SI – FACES DE POLARIDADES OPOSTAS N S S S N N N S LINHAS DE FLUXO DE PEÇAS POLARES PRÓXIMAS ENTRE SI – FACES DE POLARIDADES NÃO OPOSTAS. (Notar o campo magnético uniforme – linhas de fluxo paralelas e eqüidistantes entre si) N S N S S Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS N S N ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 3 FLUXO MAGNÉTICO EM UM SOLENÓIDE RETO φ φ nucleo de ferro N S S N I I φ enrolamento de cobre φ A inversão do sentido de corrente inverte o sentido do fluxo. Regra da Mão Direita – Enlaçando o enrolamento com a mão direita, os dedos indicam o sentido da corrente e o polegar indica o sentido do fluxo. SATURAÇÃO MAGNÉTICA E HISTERESE MAGNÉTICA – CURVA DE HISTERESE φ φ φ C B φres. φres. φres. A I I PEÇA NUNCA MAGNETIZADA PEÇA JÁ MAGNETIZADA I CURVA SIMPLIFICADA LEGENDA DAS FIGURAS ACIMA Φ → FLUXO MAGNÉTICO Φres →MAGNETISMO RESIDUAL Ι → CORRENTE DE EXCITAÇÃO AB → TRECHO LINEAR BC → TRECHO NÃO LINEAR HISTERESE MAGNÉTICA →DIFERENÇA ENTRE AS CURVAS ASCENDENTE E DESCENDENTE SATURAÇÃO MAGNÉTICA→ PONTO C EM DIANTE Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 4 GALVANÔMETRO DE ZERO CENTRAL Instrumento habilitado para medir e indicar o sentido de corrente elétrica. I + + + - - + - + - Circuito sem corrente I - + Circuitos com corrente – notar o sentido da corrente e o ponteiro do galvanômetro LEI DE FARADAY-LENZ → LEI DA INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA FLUXO (VARIAÇÃO DE FLUXO) PRODUZ TENSÃO → e = − φ dφ dt DESCRIÇÃO 1. face polar Norte; 2. linhas de fluxo originando-se na face polar N; 3. anel condutor, em um circuito fechado por um galvanômetro de zero central; 4. o anel vai movimentar-se de baixo para cima ou de cima pra baixo, mantendo-se paralelo à face polar N; N Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I φinduzido resultante φinduzido parcial dφ 5 DESCRIÇÃO φindutor 1. movimento do anel para baixo; 2. aumenta a quantidade de fluxo indutor enlaçada pelo anel → dф; 3. surge uma tensão induzida entre as extremidades do anel condutor → e = − corrente induzida movimento do anel para baixo N φinduzido resultante φinduzido parcial dφ 4. surge uma corrente induzida circulando pelo anel condutor e galvanômetro; 5. surge o fluxo induzido parcial, produzido pela corrente circulante; 6. surge o fluxo induzido resultante, pela interação dos fluxos induzidos parciais ao longo do anel; restabelecendo o equilíbrio de fluxo enlaçado originalmente pelo anel condutor. DESCRIÇÃO φindutor 1. movimento do anel para cima; 2. diminui a quantidade de fluxo indutor enlaçada pelo anel → dф; 3. surge uma tensão induzida entre as extremidades do anel condutor → e = − corrente induzida movimento do anel para cima N dφ ; dt dφ ; dt 4. surge uma corrente induzida circulando pelo anel condutor e galvanômetro; 5. surge o fluxo induzido parcial, produzido pela corrente circulante; 6. surge o fluxo induzido resultante, pela interação dos fluxos induzidos parciais ao longo do anel; restabelecendo o equilíbrio de fluxo enlaçado originalmente pelo anel condutor. LEI DE FARADAY-LENZ → A variação do fluxo indutor enlaçado por uma espira, provoca uma tensão induzida, que produz uma corrente induzida, que produz um fluxo induzido cujo sentido é tal que opõe-se à variação do fluxo indutor. (confirme esta afirmação nas 2 figuras anteriores). Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 6 CONDUTOR SE MOVIMENTANDO EM UM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME φ l N S φ O campo magnético uniforme se caracteriza por apresentar linhas de fluxo paralelas e eqüidistantes entre si, com o mesmo sentido em qualquer posição do espaço compreendido entre as duas faces polares paralelas. O condutor está paralelo às faces polares, e Vamos representar o fluxo magnético e o condutor, perpendicular à direção do fluxo magnético cujas extremidades tocam o trilho metálico e pode deslizar para cima ou para baixo. CONDUTOR EM MOVIMENTO PERPENDICULAR À DIREÇÃO DO FLUXO INDUTOR movimento de baixo para cima movimento de cima para baixo l l 2 1 secção transversal secção transversal corrente induzida 2 dx φinduzido parcial 1 corrente induzida φinduzido parcial dx φinduzido resultante φinduzido resultante dφ dφ φindutor φindutor OBS. Análise na nova área OBS. Análise na nova área Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 7 CONDUTOR EM MOVIMENTO PARALELO À DIREÇÃO DO FLUXO INDUTOR l l 1 mov. 2 ISTO QUE FOI DESCRITO ATÉ AGORA É TAMBÉM CHAMADO “EFEITO GERADOR” φindutor dx Obs. – movimento de 1 para 2 ou de 2 para 1 não há alteração da área enlaçada, não há variação de fluxo na área enlaçada, ( dφ = 0 ), logo não há tensão induzida Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 8 REGRAS DA MÃO DIREITA PARA SENTIDOS DE FLUXO, MOVIMENTO, TENSÃO E CORRENTE (efeito gerador) Movimento Tensão Corrente Fluxo Regra de Fleming, da mão direita, do gerador. dφ dt (MOVIMENTO NA DIREÇÃO PERPENDICULAR AO FLUXO MAGNÉTICO). QUANTIFICAÇÃO DE ⎧ B = densidade de fluxo e=− ⎫ φ ⎪ ⎪ B= ⎨φ = int ensidade de fluxo ⎬ φ = BS = Blx → S ⎪ ⎩ S = área ⎪ ⎭ e=− d(Blx ) dx = −Bl = −Blv Volts dt dt GRANDEZAS Φ = INTENSIDADE DE FLUXO B = DENSIDADE DE FLUXO SISTEMA CGS Linhas ou Maxwells Linhas/cm2 ou Maxwells/cm2 SISTEMA MKS Webers Webers/m2 l = COMPRIMENTO ATIVO DO centímetros cm centímetros/segundo cm/s e = − Blv.10 −8 Volts metros m metros/segundo m/s CONDUTOR v = VELOCIDADE DO CONDUTOR (na perpendicular ao fluxo) e = tensão induzida instantânea Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS e = − Blv Volts ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 9 TENSÃO INDUZIDA EM UM CONDUTOR EM MOVIMENTO INCLINADO COM RELAÇÃO AO FLUXO MAGNÉTICO. θ v v v φ EXEMPLOS movimento perpendicular ao fluxo movimento paralelo ao fluxo e = − Blv e=0 FAÇA ESTES movimento inclinado c/relação ao fluxo: a componente paralela ao fluxo não produz tensão... e = − Blv cos θ Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 10 EFEITO MOTOR N S N S N S F Condutor na presença de um campo magnético uniforme. (vide pg. 6) .Tensãoaplicada ao condutor, corrente e linhas de fluxo. Interação das linhas de fluxo e surgimento da força F A força que atua no condutor é dada por: F = BIl A regra para determinar o sentido da força F é a REGRA DA MÃO ESQUERDA. Sistema Grandeza MKS CGS MKgfS F = BIl F = BIl N Newtons Weber/m2 Tesla m A d dinas Maxwell/cm2 Gauss cm A 1 N = 105 dinas 1 Kgf = 9,81 N BIl 9,81 Kgf kilogramaforça Weber/m2 Tesla m A ↓ F B l Ι Observações F= SIMULTANEIDADE DOS EFEITOS GERADOR E MOTOR – TRABALHO DE CLASSE Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 11 CONDUTOR EM MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME EM UM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME Posição referencial do condutor Representação simplificada do movimento, em secção transversal φ 1 2 N 1. 2. 3. 4. 5. 8 S COMENTÁRIOS v em cada ponto é tangencial à trajetória; posições 1 e 5 v é // ao fluxo: tensão induzida nula; posições 3 e 7 v é ⊥ ao fluxo, tensão induzida instantânea máxima; posições 2, 4, 6 e 8 v é inclinada com relação ao fluxo, tensão induzida dada por e = − Blv cos θ ; θ = ângulo entre v e a ⊥ ao fluxo; Sentidos das tensões obtidos com a Regra da Mão Direita. 3 7 4 6 5 φ FORMA DE ONDA DA TENSÃO INDUZIDA NO CONDUTOR, EM UM CICLO ONDA SENOIDAL – TENSÃO ALTERNADA SENOIDAL e 5 1 2 3 4 6 7 Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS 8 1 t ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I 12 DEFINIÇÕES 1. BOBINA – área aberta plana ou não, delimitada por condutor elétrico (fio elétrico isolado). 2. ESPIRA – volta de fio. As bobinas podem ter uma ou diversas espiras, ou voltas de fio. 3. LADO ATIVO DE BOBINA – trecho reto da bobina sujeito às linhas de fluxo. (só se define para bobinas de formas quadrada ou retangular). 4. TERMINAIS DAS BOBINAS – as 2 extremidades livres. DIVERSAS FORMAS DE BOBINA (representação plana) terminais DETALHES IMPORTANTES As espiras se superpõem, estão em contato mecânico mas não há contato elétrico entre elas. (fio isolado). Bobina com 2 espiras ou bobina dupla Bobina com 3 espiras ou bobina tripla Lados de bobina compostos por 1 condutor Prof. Jaime Luiz Dilburt ANOTAÇÕES ADICIONAIS Lados de bobina compostos por 2 condutores
