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corrente alternada

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    CIRCUITOS DE CA PROF. MARIO LUIZ F. LAMAS CURSO DE ELETRÔNICA   v=V M   . sen ωt  i=I M  . sen ( ωt   + π/2)     ÍNDICE 1. Indutância - pg. 1 1.1. Campo Indutor e Permeabilidade Magnética, 1 1.2.   Histereses Magnética, 2 1.3.   Cicuito Magnético, 4 1.4.   Definição de Indutância, 5 1.5.   Associações de Indutores, 10 2. Fundamentos de CA - pg. 15 2.1. Fonte de Tensão Alternada Senoidal, 14 2.2. Ciclo, Período e Frequência, 15 2.3. Valor Médio das Grandezas Alternadas, 16 2.5. Valor Eficaz das grandezas Alternadas, 17 2.6. Representação Fasorial das Ondas Senoidais, 20 3. Circuitos Puros R, L e C - pg. 26 3.1. Circuitos Puramente Resistivos, 26 3.2. Circuitos Puramente Capacitivos, 28 3.3. Circuitos Puramente Indutivos, 30 4. Circuitos RLC Série e Paralelo - pg. 34 4.1. Circuitos RC Série, 34 4.2. Circuitos RL Série, 35 4.3. Circuitos RLC Série, 39 4.4. Circuitos RLC Série, 44 5. Método dos Números Complexos  –   Circuitos RLC - pg. 50 5.1. Revisão de Números Complexos, 50 5.2. Representação complexa de Grandezas Elétricas, 54 6. Potência em CA - pg. 62 6.1. Potência Ativa, Reativa e Aparente, 62 6.2. Fator de Potência, 64 6.3. Correção do fator de Potência, 66 6.4. Potência Aparente Complexa, 69 7. Gerador Trifásico - pg. 74 7.1. Alternador Monofásico de Induzido Rotativo, 74 7.2. Alternador Trifásico Bipolar de Induzido Rotativo, 74 7.3. Agrupamento das Fases em Estrela e em Triângulo, 76 7.4. Potência dos Circuitos Trifásicos, 80   Indutância 1   1. INDUTÂNCIA 1.1.   CAMPO INDUTOR )H(   e  PERMEABILIDADE MAGNÉTICA (     )    Nas duas bobinas ao lado, nota-se que o número de espiras e a corrente que as atravessa é a mesma. No entanto, o comprimento das linhas de indução em cada caso é diferente, ou seja, o comprimento do circuito magnético é diferente. No solenóide mais curto obtém-se maior intensidade de campo indutor porque há maior concentração de corrente e espiras por unidade de comprimento do circuito magnético. Sabe-se que o campo magnético é oriundo da corrente, no entanto, a geometria do condutor vai determinar se o poder de magnetização que esta corrente  produz será intenso ou não. A fim de levar em conta o grau de concentração da corrente, para efeitos de magnetização, foi criada a grandeza INTENSIDADE DE CAMPO MAGNÉTICO )H(  .  Esta grandeza também é chamada de intensidade de campo indutor, campo indutor ou campo magnetizante. O campo indutor é uma grandeza vetorial, cujo sentido é o mesmo das linhas de indução. O módulo do campo indutor é a razão entre as ampère-espiras magnetizantes e o comprimento do circuito magnético em questão. A unidade da intensidade de campo indutor no Sistema Internacional é Ampère-espira/metro ou Ampère/metro, já que espira é uma grandeza adimensional (número puro). Sejam três solenóides (espiras acomodadas numa forma tubular) de mesmas dimensões, mesmo número de espiras e mesma corrente, porém com núcleos de materiais diferentes. Como se  pode observar no desenho, a ação de um mesmo campo indutor H produz diferentes induções e fluxos em função do material onde se estabelece o campo magnético. A grandeza que caracteriza a qualidade magnética do material é a permeabilidade magnética  (  ), sendo portanto, análoga à condutividade (inverso da resistividade) para os materiais elétricos. Permeabilidade magnética absoluta ou simplesmente permeabilidade é a constante de  proporcionalidade que relaciona campo indutor H com a indução produzida B. Pode ser considerada como sendo a facilidade com que o material do meio é atravessado pelas linhas de indução ou a facilidade com que um material magnetiza-se. H H   H B B B  N,IFerro N,IAr  N,ILiga especial         H. B       Indutância 2   Am.TAem.Tm/AeTu(H)u (B))u(    A unidade de permeabilidade magnética está indicada ao lado. Pode-se provar que T.m/A eqüivale a Henry/metro (H/m).  No caso da eletricidade tem-se condutividade nula nos materiais isolantes. No entanto, no magnetismo, não existe o isolante magnético. Um dos piores meios de propagação do campo magnético é o vácuo e tem permeabilidade magnética absoluta (  o ) com um valor bem definido. T.m/A.104o 7      Este meio é tomado como referência na comparação entre os materiais magnéticos. Em função disto, define-se como permeabilidade relativa  (  r ), a razão entre a permeabilidade absoluta de um dado material e a permeabilidade do vácuo. u (  r   ) = adimensional Dai, tem-se que: 0r   .   Sabe-se que: e que: Logo, deduz-se que: A permeabilidade relativa, simplesmente, diz quantas vezes o material é mais permeável do que o vácuo. Os materiais podem ser classificados de acordo com a sua permeabilidade, sendo que eles podem ser denominados de materiais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos. Os materiais diamagnéticos  possuem permeabilidade constante e pouco menor que a do vácuo, ou seja, estes materiais imantam-se muito pouco e em sentido contrário ao do campo indutor. Em função disto são fracamente repelidos pelos ímãs. Como exemplos, podemos citar o bismuto, cobre, água, prata, e ouro. Os materiais paramagnéticos  possuem permeabilidade constante e pouco maior que a do vácuo, ou seja, estes materiais imantam-se muito pouco e no mesmo sentido do campo indutor. Em função disto são fracamente atraídos pelos ímãs. Como exemplos, podemos citar o manganês, estanho, cromo, oxigênio líquido, ar (à temperatura de 0ºC e pressão de 1 atm). Os materiais que possuem mais importância e têm mais utilização são os materiais denominados ferromagnéticos . Eles possuem permeabilidade relativa muito maior do que 1, ou seja, sua permeabilidade absoluta é, notadamente, muito maior que a do vácuo. O valor da  permeabilidade destes materiais é muito alta, porém é variável com a variação do campo indutor H. Como exemplos, podemos citar: ferro, níquel, cobalto e aços especiais. O pó magnético da fita K-7 é, geralmente, constituída de óxido de ferro (ou dióxido de cromo). 1.2. HISTERESES MAGNÉTICA A fim de se observar todos os estágios de magnetização e desmagnetização de um material magnético, podemos introduzir este material num solenóide percorrido por uma corrente elétrica contínua variável. Anotando-se valores do campo indutor H e da indução magnética B, poderíamos montar um gráfico (veja o gráfico a seguir). or        I. N H     I. N.  B 0    .H.B    
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