- FAÇA UMA ANALOGIA ENTRE CIRCUITO ELÉTRICO E CIRCUITO MAGNÉTICO E CORRELACIONE AS 5 GRANDEZAS EQUIVALENTES.
Passo 1
Enunciado: “Faça uma analogia entre circuito elétrico e circuito magnético e correlacione as 5 grandezas equivalentes.”\n
O que se pede: listar e explicar as correspondências entre as grandezas do circuito elétrico e as grandezas análogas em um circuito magnético (devem ser 5 pares).\n
Informações dadas: nenhuma numérica — é uma questão conceitual. Vou identificar as cinco grandezas mais usadas na analogia, definir cada uma, dar as fórmulas principais e mostrar como aplicar na prática (passo a passo) para que você consiga fazer isso na prova.
O que se pede: listar e explicar as correspondências entre as grandezas do circuito elétrico e as grandezas análogas em um circuito magnético (devem ser 5 pares).\n
Informações dadas: nenhuma numérica — é uma questão conceitual. Vou identificar as cinco grandezas mais usadas na analogia, definir cada uma, dar as fórmulas principais e mostrar como aplicar na prática (passo a passo) para que você consiga fazer isso na prova.
Passo 2
Rápida revisão do que é cada grandeza elétrica (com definição simples e fórmula principal).
- Potencial elétrico (tensão):
é a diferença de energia por carga; unidade (volt). Lei usada: Lei de Ohm
onde
é a corrente (unidade
) e
é a resistência (unidade
).\n
Explique o que cada símbolo significa:
Explique o que cada símbolo significa:
-
: grandeza que mede o fluxo de cargas elétricas por segundo (ampères). -
: oposição ao fluxo de corrente; depende do material e da geometria.
Passo 3
Definições básicas do circuito magnético (cada definição com significado físico e unidade).
- Fluxo magnético:
é a quantidade de “linhas de fluxo” que atravessam uma área; unidade (weber). - Força magnetomotriz (MMF):
é a causa que faz aparecer fluxo magnético num circuito (é o análogo da tensão elétrica); quando temos uma bobina de espiras percorrida por corrente ,
unidade: ampere-espira (costuma-se escrever simplesmente
ou
).\n
- Relutância magnética:
mede a “dificuldade” do caminho magnético para o fluxo; unidade . Para um trecho uniforme:
onde
é o comprimento do caminho magnético (m),
é a área da seção transversal (m^2) e
é a permeabilidade do material (H/m ou
).\n
- Permeância:
, unidade . - Campo magnético e densidade de fluxo:
é a intensidade de campo (A/m) e é a densidade de fluxo magnético (T = ). Essas duas aparecem quando precisamos de relações locais (por unidade de comprimento/área).
Passo 4
Apresentando a analogia formal: cada par com a justificativa física e as fórmulas análogas.
-
(tensão elétrica) ↔ (força magnetomotriz).\n
- Justificativa:
“empurra” cargas no circuito elétrico; “empurra” (cria) fluxo magnético no núcleo. Ambos são as fontes que causam o fluxo/corrente.\n
-
(corrente elétrica) ↔ (fluxo magnético).\n
- Justificativa: corrente é a quantidade que percorre o circuito elétrico; fluxo é a quantidade que percorre o circuito magnético. Em leis de circuito aparecem como as variáveis que atravessam os elementos.\n
-
(resistência elétrica) ↔ (relutância magnética).\n
- Justificativa:
quantifica a oposição ao fluxo de corrente; quantifica a oposição ao fluxo magnético. Fórmulas análogas:
-
(condutância elétrica, ) ↔ (permeância magnética, ).\n
- Justificativa: condutância mede facilidade para a corrente; permeância mede facilidade para o fluxo magnético. Fórmulas:
-
(campo elétrico, tensão por unidade de comprimento) ↔ (campo magnético, MMF por unidade de comprimento).\n
- Justificativa:
descreve localmente a “força” que atua sobre cargas por unidade de comprimento; descreve localmente a força que cria . Relações locais:
Passo 5
Unidades e como lembrar (truques para a prova).
- Unidades principais (úteis para checar respostas):
em , em , em . em (ou quando contar espiras), em , em , em , em , em .\n - Regra mnemônica curta: “Tensão → MMF ; Corrente → Fluxo ; Resistência → Relutância ; Condutância → Permeância ; Campo elétrico → Campo magnético.”
Passo 6
Como usar isso na prova — passo a passo prático (método aplicável a exercícios típicos).
- Passo A: identificar fonte elétrica
se for circuito magnético, identificar a MMF (normalmente ).\n - Passo B: separar o circuito magnético em trechos (cada um com
). Para cada trecho calcule a relutância
Explique cada símbolo:
comprimento do trecho (m),
área da seção (m^2),
permeabilidade do material (H/m).\n
- Passo C: somar relutâncias em série (como resistências em série) e combinar em paralelo quando houver caminhos magnéticos paralelos (mesma regra de resistores).\n
- Passo D: obter o fluxo total usando a “Lei de Ohm magnética”:
- Passo E: se precisar de densidade de fluxo
, usar ou para verificar limites de saturação do material.
Passo 7
Exemplo simbólico (para fixar: “faça assim na prova”).
- Suponha uma bobina com
espiras e corrente e um núcleo cujo caminho magnético total tem relutância equivalente . Então:
- Se precisar da densidade de fluxo numa seção de área
:
Isso mostra o fluxo resultante imediatamente — procedimento idêntico ao de um circuito elétrico em que primeiro calcula-se a resistência equivalente e depois usa-se
.\n
Dica final de prova: sempre cheque unidades (por exemplo deve sair em
); se der errado, revise
,
e
.
Dica final de prova: sempre cheque unidades (por exemplo
Passo 8
Resumo intuitivo e motivacional (pra você decorar e usar com confiança).
- Pense: tensão “empurra” elétrons; MMF “empurra” linhas de fluxo. Resistência barra corrente; relutância barra fluxo. Tudo o que você sabe de associação de resistores (série/paralelo, divisor de tensão, Ohm) tem um análogo quase idêntico em circuito magnético — só troque os nomes pelas grandezas magnéticas e as fórmulas continuam com a mesma forma. Vai dar certo na prova se seguir o procedimento mostrado.