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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Departamentode EngenhariaMetalúrgicae de Materiais

PMT 2100 -IntroduçãoàCiênciados MateriaisparaEngenharia 2ºsemestrede 2010 (versão2008)

2 ROTEIRO DA AULA

•Dipolos e Momentos Magnéticos

•O Magnetismo dos Materiais

• Ferromagnetismo

•Domínios Magnéticos e paredes de Domínio

•Curva de Magnetização Inicial

•Curva de histerese

•Materiais magnéticos moles e duros

3 ALGUMAS APLICAÇÕES

•Geradores elétricos (máquinas que convertem movimento em eletricidade) •Motores elétricos (máquinas que usam eletricidade para produzir movimento)

•Transformadores elétricos (dispositivos que mudam a voltagem e a corrente de uma fonte de eletricidade)

• Rádios

• Televisões

• Vídeos

• Telefones

• Computadores

•Dispositivos de armazenamento de dados (discos rígidos, fitas magnéticas etc)

•Cartões magnéticos

• Alto-falantes

•Muitos dos nossos dispositivos tecnológicos modernos dependem do magnetismo e dos materiais magnéticos:

•CAMPOS MAGNÉTICOSsão produzidos por cargas elétricas em movimento. Assim, uma corrente elétrica em um condutor gera um campo magnético. Campos magnéticos também podem ser produzidos por magnetos permanentes (ímãs). Neste caso, o movimento dos elétrons (spin e orbital) dos átomos que compõem o magneto éo responsável pelo campo magnético.

•LINHAS DE FORÇAsão utilizadas para representar o campo magnético. Para cada ponto do espaço, a reta tangente àlinha de força fornece a direção do campo naquele ponto. A intensidade do campo se correlaciona com o número de linhas de força que atravessam uma área unitária na direção perpendicular àdefinida pelas linhas de força.

Configurações das linhas de força dos campos magnéticos obtidas com limalha de ferro para três geometrias diferentes de fios que conduzem corrente elétrica e para um magneto permanente (segundo D. Jiles, pág. 5).

Fio retilíneo

Magneto Permanente Espira ci rc ula r Bobi na onde r éa distância radial em relação ao eixo definido pelo fio. I

N vo ltas

•Quando uma corrente elétrica constante Iflui em uma BOBINA formada por Nespirasproximamente espaçadas ao longo de um comprimento L, um campo magnético H, aproximada-mente constante, égerado na região central da bobina. A intensidade de H é

•A intensidade do campo magnético H criado por um FIO RETILÍNEO longo e que conduz uma corrente elétrica Ivale

(A / m) r

N vo ltas

•A INDUÇÃO MAGNÉTICAou DENSIDADE DO FLUXO MAGNÉ-

TICO Brepresenta a intensidade do campo no interior de um material sujeito a um campo magnético externo.

•A indução magnética Bno interior de um material sólido vale

•Definimos a PERMEABILIDADE RELATIVADO MATERIALcomo

B0 = μ0 H onde μ0 éa PERMEABILIDADE MAGNÉTICA DO VÁCUOe vale

B= μH (1) μ r = μ/ μ 0 sendo μa PERMEABILIDADE MAGNÉTICA DO MATERIAL.

7 ALGUNS COMENTÁRIOS

•A expressão B=μH representa um análogo magnético da lei de Ohm da eletricidade J=σE.

Indução magnética (B) ↔ Densidade de corrente (J)

Campo magnético (H) ↔Campo elétrico (E)

•O campo magnético (Ampère/metro) representa um gradiente de energia.

•A indução magnética (Tesla=Weber.metro 2 ) representa o número de linhas de campo por unidade de área.

•A permeabilidade magnética éuma medida da facilidade com a qual B pode ser induzido num material na presença de H.

8 MAGNETIZAÇÃO

•A MAGNETIZAÇÃOMde um material indica como o material responde a um campo magnético externo. Por definição, a magnetização é

•A magnetização se correlaciona com o campo magnético por meio da relação

B= μ0

H + μ0 M = B0 + μ0 M

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