Um circuito magnético é um conceito fundamental em eletromagnetismo que nos permite compreender e analisar o comportamento dos campos magnéticos em diversos sistemas. Como um circuito elétrico, um circuito magnético é composto de componentes que controlam o fluxo do fluxo magnético, como materiais magnéticos e entreferros. Ao estudar circuitos magnéticos, engenheiros e cientistas podem projetar e otimizar dispositivos como transformadores, motores e geradores e compreender as complexas interações entre campos magnéticos e materiais. Nesta seção introdutória examinaremos os princípios e aplicações dos circuitos magnéticos, examinando sua importância na tecnologia moderna e seu papel na formação de nossa vida cotidiana.
O circuito magnético é representado como um caminho fechado derivado das linhas de força magnética, ou seja, o fluxo. Tal circuito magnético está associado a quantidades magnéticas completamente diferentes, como FMM, relutância de fluxo, permeabilidade, etc.
Considere o circuito magnético simples mostrado na Fig. Este círculo inclui um núcleo de ferro com seção transversal “a” em m2 e comprimento médio “l” em m. Uma bobina com N voltas é enrolada em torno de uma das bordas periféricas do núcleo quadrado, que é excitada por a. fonte. Esta fonte passa uma corrente pela bobina. Esta bobina condutora de corrente cria o fluxo (Ф) que completa seu caminho através do núcleo, como mostrado na Fig.
Efeito magnético de uma corrente elétrica
O efeito magnético de uma corrente elétrica é um fenômeno fascinante que está no cerne do eletromagnetismo. Refere-se à criação de um campo magnético em torno de um condutor condutor de corrente. Esta descoberta, feita pela primeira vez por Hans Christian Ørsted em 1820, revolucionou a nossa compreensão da relação entre eletricidade e magnetismo. A direção do campo magnético é determinada pela regra da mão direita. Isto afirma que se você apontar o polegar direito na direção da corrente, a curvatura dos seus dedos indicará a direção do campo magnético. Este efeito magnético de uma corrente elétrica é utilizado em inúmeras tecnologias. É o princípio subjacente por trás de motores elétricos, geradores, transformadores e vários outros dispositivos elétricos. A compreensão e a exploração deste fenómeno abriram caminho para avanços na produção de electricidade, nos transportes, nas comunicações e em muitas outras áreas da vida moderna.
Isto é análogo a um circuito fraco no qual uma fonte de tensão, isto é, uma força eletromotriz de E volts, conduz uma corrente I que completa seu caminho através de um condutor fechado com resistência R. Este circuito equivalente é mostrado na Fig.
Vamos derivar a relação entre FMM, fluxo e relutância.
I = corrente que flui pela bobina.
N = número de revoluções.
Ф = rio em Webers.
B = densidade de fluxo no núcleo.
µ = Permeabilidade absoluta do material magnético
μR = Permeabilidade relativa do material magnético
A intensidade do campo magnético dentro da bobina é dada por
H = (NI/l) AT/m
A densidade de fluxo agora é B = µH
B = ((µÓ μR NI)/ l) Wb/m2
Campo magnético através de condutor reto
Como a área da seção transversal agora é “a” m2,
∴ O fluxo total no núcleo é
ф = Ba
ф = ((µ0 μR NI a)/l) Wb
ou seja, ф = (NI)/(l/ µ0 μR A)
ф = mmf / relutância
ф = F/S
Onde,
NI = F (força magnetomotriz mmf em AT)
S = (l/µ0 μR a) (Resistência causada pelo caminho magnético).
Esta expressão de fluxo é muito semelhante à superfície de uma corrente de circuito.
I = força eletromotriz / resistência
