O que é o entreferro?

O entreferro é o espaço de ar presente entre o núcleo do estator e o rotor da máquina elétrica dentro de um circuito magnético. Nas máquinas elétricas, a relutância do entreferro pode às vezes ser ignorada sem cometer uma falha importante nos cálculos, devido ao contraste com a relutância da diferença do circuito magnético.

Por um lado, os motores elétricos convertem a energia elétrica fornecida em energia mecânica. Pelo outro lado, o gerador elétrico utiliza a energia mecânica, transformando-a, posteriormente, em energia elétrica.

Em ambos casos, a transferência de energia ocorre simultaneamente entre o estator e o rotor para produzir um fluxo magnético por intermédio de bobinas de cobre que se encontram em ambas máquinas. É neste processo de conversão de energia onde o entreferro entra em ação.

Dentro do entreferro forma-se um campo magnético, uma das bobinas é responsável pela produção do fluxo que deve deslocar-se através do entreferro. Este deverá ser atravessado 2 vezes por cada polo que tenha a máquina elétrica para cada fase.

Como funciona o entreferro?

Uma das funções indispensáveis do entreferro é outorgar linearidade ao circuito magnético. Também tem a função de evitar a saturação do núcleo, já que se encarrega de distribuir a dispersão do fluxo manifestado no entreferro de grande medida.

À medida que aumenta o entreferro, aumenta também a relutância, ou seja, a resistência que o material tem quando atravessa o fluxo magnético afetado por um campo magnético do ar. Portanto, segundo a lei de OHM magnética, o fluxo deveria reduzir-se, já que é uma força que produz uma intensidade de campo magnético constante.

Um fator muito importante é que quanto maior for a quantidade de polos de motor ou gerador, maior será o número de vezes que o fluxo atravessará o entreferro. A monitorização do entreferro em motores elétricos e geradores é um fator crucial, já que, caso contrário, poderia provocar um mal funcionamento da máquina.

Quantos tipos de eletromagnetismo há?

O eletromagnetismo estuda as interações encontradas nas cargas elétricas que se expressam mediante campos elétricos e de campos magnéticos ligados entre si. Tanto os campos elétricos como os campos magnéticos têm cargas elétricas.

As interações do eletromagnetismo foram descobertas em 1821 graças ao cientista britânico Michael Faraday que, com a ajuda de James Clerk Maxwell, completou o fenómeno em 1865.

Tipos de eletromagnetismo

Quando falamos de campos eletromagnéticos, estes podem ser classificados em dois tipos de eletromagnetismo: campos elétricos estáticos e campos magnéticos estáticos, com as suas respetivas cargas. Para além destes dois tipos de eletromagnetismo, também encontramos os campos eletromagnéticos variáveis na radiação e no tempo, onde as cargas e os campos estão em constante movimento.

A diferença entre as forças magnéticas e as eletromagnéticas é a dinâmica de cargas que cada uma tem. A força elétrica e a força magnética são produzidas mediante cargas em movimento. A força elétrica e a força magnética são produzidas mediante cargas em movimento. A diferença reside no facto de a força estática, para além de obter essas cargas desta forma, também as pode obter com cargas estáticas. Pelo outro lado, enquanto que a força elétrica pode condicionar as partículas com carga em movimento ou estáticas, a força magnética apenas tem influência nas cargas em movimento.

Os fenómenos elétricos não se encontram apenas em fenómenos naturais ou em antrópicos; também podemos encontrá-los nos átomos. Estas partículas subatómicas dão estabilidade às distintas propriedades de um material, que posteriormente influenciam os distintos tipos de eletromagnetismo que existem.

Ressaltamos que a força magnética também está presente em todos os átomos (diamagnetismo), com uma força elétrica inferior. Assim que estivermos na presença de eletrões desemparelhados, encontramos o paramagnetismo, que é uma força superior. O paramagnetismo depende das interações entre alguns átomos e moléculas, ou seja, não ocorre com átomos individuais. As moléculas que causam estas interações são os componentes básicos dos ímanes.

Usos e aplicações dos distintos tipos de eletromagnetismo

O eletromagnetismo pode ser encontrado em vários sectores, como por exemplo: na engenharia, na eletrónica, na aeronáutica, na medicina... Também pode ser encontrado em aplicações do quotidiano, como:

• Campainhas: A campainha recebe, através de um eletroíman, uma carga elétrica que produz um campo magnético que atrai uma espécie de martelo com um metal. Posteriormente, devido ao impacto, emite um som. O funcionamento destas campainhas está baseado em fenómenos eletromagnéticos.

• Micro-ondas: Este eletrodoméstico emite radiações eletromagnéticas que fazem vibrar as moléculas de água que se encontram nos alimentos, produzindo calor para cozer a comida.

• Microfone: Este instrumento, através de uma membrana, é atraído por um íman que se encontra no interior de um campo magnético produzindo o som de forma amplificada. O microfone é uma das aplicações eletromagnéticas mais comuns.

Lei de Biot-Savart

A lei de Biot-Savart foi descoberta por Jean Baptist Biot e por Félix Savart. Estes dois franceses partiram da fórmula da densidade do fluxo magnético. Em 1820, Biot e Savart fizeram várias experiências que tinham relação com a força que dá a corrente de um íman a outro que se encontra próximo.

A lei de Savart é a lei pela qual, aplicando uma equação, é possível conhecer o campo magnético que é produzido por uma corrente elétrica estacionárias, ou seja, cargas em movimento, mas sem aceleração) num ponto do espaço. Esta lei estabelece a relação do campo magnético com vários fatores da corrente elétrica. A lei de Biot é uma das leis mais importantes do eletromagnetismo.

A lei de Biot-Savart é utilizada como base teórica para explicar os campos magnéticos. Tal como a lei de Coulomb, estabelece a relação entre os campos elétricos e as cargas pontuais que as criam. A diferença entre elas está no facto de que a lei de Coulomb se aplica a cargas pontuais estacionárias (cargas elétricas que estão em repouso e não se movem), enquanto que a lei de Biot-Savart se aplica a cargas em movimento ou a correntes elétricas estacionárias.

Fórmula da lei de Biot-Savart

A lei de Biot e Savart ajuda-nos a conhecer o campo magnético que é criado por uma corrente. Para formular o cálculo deste campo magnético, devemos aplicar a seguinte equação:

dB = a densidade do fluxo magnético

dL = comprimento do elemento

I = corrente

r = distância do ponto

Aplicações da lei de Biot-Savart

A lei de Biot-Savart tem várias aplicações. Esta é utilizada para calcular o campo magnético B, que é produzido por uma espira circular na que se move uma corrente de intensidade I, que se encontra no centro e também no ponto do seu eixo. Além disso, é utilizada para calcular reações magnéticas, inclusive a nível molecular ou atómico.

Para conhecer o sentido da intensidade da corrente aplica-se a regra da mão direita, a qual afirma que o dedo polegar nos indicará o sentido da corrente enquanto os outros dedos nos indicarão o sentido do campo magnético.

Desde a perspetiva do âmbito do eletromagnetismo podemos encontrar a indução magnética num ponto ou no centro.

Por exemplo, pode ser usada para conhecer o campo magnético de uma bobina que se encontra a 2 m de distância. Para isto apenas é necessário conhecer: o número de espirais, a medida do rádio e a quantidade do fluxo.