Por que é possível ouvir um zunido quando se está próximo de um transformador de grande porte?
Passo 1
O enunciado pergunta: “Por que é possível ouvir um zunido quando se está próximo de um transformador de grande porte?”
Conteúdo: eletromagnetismo aplicado a materiais magnéticos (magnetostricção) e acústica básica.
O que vamos precisar:
Conteúdo: eletromagnetismo aplicado a materiais magnéticos (magnetostricção) e acústica básica.
O que vamos precisar:
- Entender o que é magnetostricção.
- Ver como o campo magnético alternado faz o núcleo vibrar.
- Relacionar essa vibração com o som que nossos ouvidos percebem.
Passo 2
Primeiro, o que é magnetostricção?
Quando você aplica um campo magnético a um material ferromagnético (como o ferro do núcleo do transformador), ele muda um pouquinho de forma (expande ou contrai). Esse efeito é chamado magnetostricção.
Quando você aplica um campo magnético a um material ferromagnético (como o ferro do núcleo do transformador), ele muda um pouquinho de forma (expande ou contrai). Esse efeito é chamado magnetostricção.
No transformador, a corrente é alternada (em geral 50 Hz). Então o fluxo magnético no núcleo varia como
A deformação do núcleo (ΔL) é proporcional a
. Como
a parte que varia de fato vibra com frequência
, ou seja, 100 Hz.
Passo 3
Essa vibração do núcleo se transmite para a carcaça metálica do transformador e para o ar ao redor. Como estamos falando de 100 Hz (ou seja, 100 pulsações por segundo), esse movimento mecânico gera ondas sonoras nessa frequência, que nossos ouvidos percebem como um “zum-zum-zum”.
Passo 4
Além da magnetostricção, tem também:
- Vibração de bobinas e chapas de aço por forças magnéticas.
- Ventiladores de resfriamento e circulação de óleo.
Tudo junto aumenta o nível de ruído.
Resposta
O zunido vem basicamente da magnetostricção do núcleo de ferro, que faz ele vibrar a 100 Hz (duas vezes a frequência da rede), transmitindo essa vibração para o ar como som audível.