Exercício 10. Aplicações práticas de materiais magnéticos são vastas e diversas.
Descreva como os materiais ferromagnéticos são utilizados no núcleo de transformadores para melhorar sua eficiência.
Descreva como os materiais ferromagnéticos são utilizados no núcleo de transformadores para melhorar sua eficiência.
Passo 1
O enunciado pede para explicar como materiais ferromagnéticos são usados no núcleo de transformadores para aumentar a eficiência. Vamos usar conceitos de permeabilidade magnética, perdas por histerese e correntes parasitas (Foucault) e mostrar como escolhas de material e tratamento (laminação, aço-silício) influenciam o desempenho.
Passo 2
Materiais ferromagnéticos têm alta permeabilidade
, o que significa que concentram o fluxo magnético no núcleo. Num transformador isso reduz a corrente de magnetização necessária para estabelecer o fluxo, diminuindo o consumo próprio do enrolamento primário e melhorando a eficiência global.
Passo 3
Para minimizar perdas por histerese, escolhe-se um material com baixa coercitividade, de modo que o ciclo
seja estreito e a área interna (que representa energia dissipada por ciclo) seja pequena. Aço-silício orientado ou não orientado é um exemplo que combina alta permeabilidade e baixa perda por histerese.
Passo 4
Correntes parasitas (ou de Foucault) surgem quando o fluxo magnético variável induz correntes nos próprios pedaços do núcleo, gerando aquecimento. Para atenuá-las, o núcleo é construído com lâminas finas de aço-silício isoladas entre si, aumentando a resistência ao caminho de corrente e reduzindo as perdas ôhmicas.
Resposta
Materiais ferromagnéticos (como o aço-silício) são usados em núcleos de transformadores porque sua alta permeabilidade diminui a corrente de magnetização, sua baixa coercitividade reduz as perdas por histerese e a laminação em chapas isoladas minimiza as correntes parasitas. Tudo isso resulta em menor consumo próprio, menos aquecimento e maior eficiência do transformador.