Por terem permeabilidade magnética milhares de vezes maior que a do vácuo μo, os materiais ferromagnéticos são usados para se garantir que praticamente todo o fluxo magnético fique confinado em seu interior, havendo pouca perda de fluxo para o exterior (ar atmosférico). Com esses materiais, são criados circuitos que utilizam campos magnéticos. No circuito magnético ilustrado abaixo, l é o comprimento médio do material ferromagnético, S é a área da seção transversal e é a corrente i que flui no fio da bobina, com N espiras.
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O fluxo magnético no circuito pode ser obtido pela expressão [tex3]\omega =\mu _m\frac{NiS}{l}[/tex3]
, em que [tex3]\mu _m[/tex3]
é a permeabilidade magnética do material. Definindo-se a força magnetomotriz como [tex3]F_m=Ni[/tex3]
, tem-se [tex3]F_m=\frac{l}{\mu _m S}\omega =R_m \omega[/tex3]
, em que [tex3]R_m[/tex3]
é a relutância do sistema. Como, nos circuitos elétricos, [tex3]V=Ri[/tex3]
, pode-se estabelecer analogia entre circuitos elétricos e magnéticos. Nos circuitos magnéticos, [tex3]R_m[/tex3]
apresenta as mesmas leis de associação que os resistores nos circuitos elétricos.
Na figura a seguir, estão representadas as partes essenciais de um relé. A parte presa a molas pode ser movida por indução magnética no material ferromagnético, e esse movimento serve para abrir ou fechar um contato. A separação g é chamada entreferro e, por ser pequena, pode-se assumir que todo o fluxo magnético atravessa, nessa região, uma seção reta similar à do material ferromagnético. No dispositivo mostrado abaixo, a bobina tem [tex3]N= 500[/tex3]
[tex3]l_1=30 cm[/tex3]
,[tex3]l_2=10 cmg=1,5mm[/tex3]
e [tex3]\mu _m=1600\mu _o[/tex3]
, em que [tex3]\mu _o = 4\pi \times10^{-7} T*m*A^{-1}[/tex3]
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Considerando que, para acionar o relé fechando-se o contato, seja necessária indução magnética igual a [tex3]1 T[/tex3]
e assumindo [tex3]\pi[/tex3]
como valor aproximado de [tex3]3,14[/tex3]
, calcule a corrente, em ampères, que deve fluir pelo fio da bobina. Multiplique o valor obtido por [tex3]10[/tex3]
.
