Diagrama de fase do ferro Liga de Ferro-Silício Imãs permanentes, Notas de aula de Engenharia Elétrica

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Diagrama de fase do ferro

Liga de Ferro-Silício

Imãs permanentes

Bruno Pinho Marcelo Vaz

Materiais Elétricos

Revisão: conceitos importantes

 (^) Permeabilidade magnética  (^) Remanência  (^) Força coercitiva  (^) Histerese magnética

Diagrama de fase do ferro

Ligas de Ferro - Silício

 (^) Costuma-se dividir os materiais magnéticos para a indústria elétrica em dois grupos:  (^) a) Materiais de alta permeabilidade e baixa força coerciva, ou materiais magneticamente moles.  (^) b) Materiais de alta força coerciva, magneticamente duros, ou ímãs permanentes. Neste grupo, a permeabilidade não é uma característica importante.

 (^) As designações, magneticamente mole ou duro, apesar de não se destinarem a descrever a dureza mecânica desses materiais, mas sua resistência à desmagnetização, de um modo geral, também representa seu comportamento mecânico.  (^) Ligas ferro-silício – Estas são as ligas de maior consumo na indústria de produtos elétricos. As adições de silício ao ferro aumentam consideravelmente sua resistividade, portanto diminui a perda do núcleo. O silício diminui a intensidade de saturação do ferro, mas não afeta apreciavelmente a permeabilidade e a perda por histerese.

Seu emprego faz-se em: 1) Motores fracionários de baixo custo, para uso intermitente.  (^) 2) Motores fracionários e peças polares e outros circuitos magnéticos de alta permeabilidade. 3) Motores e geradores da melhor qualidade. Transformadores pequenos para uso intermitente, relés e reatores. 4) Motores e geradores de eficiência média. Transformadores pequenos e reatores. 5) Motores e geradores de alta eficiência e tamanho médio. Transformadores de uso intermitente, reatores, medidores elétricos, peças polares laminadas. 6) Transformadores de alta eficiência, para redes de distribuição. 7) Todos os tipos de transformadores, para redes de distribuição e máquinas elétricas de alta eficiência.

Convém mencionar que as ligas ferro-silício para fins elétricos são produzidas na forma de chapas laminadas a frio e recozidas, em dois tipos: de grão orientado e de grão não-orientado. As ligas de grão orientado apresentam baixa perda elétrica e elevada permeabilidade magnética, propriedades requeridas para aplicações como núcleos de transformadores e geradores de potência. As de grão não-orientado, também produzidas por laminação a frio e recozidas, apresentam excelente permeabilidade em altas induções, baixo valor médio de perdas magnéticas e nelas pode aplicado um revestimento isolante. São empregadas em amplificadores magnéticos, transformadores de potência e distribuição, geradores para usinas hidroelétricas, pequenos motores de corrente contínua e motores de corrente alternada de tamanho médio, medidores de energia, transformadores reguladores de tensão, transformadores para aparelhos de rádio e televisão, transformadores para máquinas de soldagem, motores para aparelhos eleltro-domésticos, reatores de lâmpadas fluorescentes, peças polares, núcleos de relés, etc.

 (^) Normalmente, os ímãs permanentes são fabricados com base em elementos químicos, tais como elementos de terra rara como o alnico (alumínio, níquel, cobalto), cerâmica (tais como estrôncio e ferrite de bário), e ligas de elementos raros, incluindo Sm-Co (cobalto-samário) e NdFeB (neodímio-ferro-boro).  (^) Por exemplo, ímãs de neodímio ajudam os discos rígidos de computadores a ler e armazenar mais informações, ou eles podem causar mais vibração em alto- falantes, o que produz mais som.