View
113
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
Prof. Edson-2012 1
DISCIPLINA
SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA
SCP
Prof. Edson
Os cursos tecnológicos foram concebidos para atender às reais necessidades do mercado e da sociedade. Isto fica claro quando as próprias diretrizes curriculares fazem distinção entre o bacharel e o tecnólogo: "a formação do tecnólogo é, obviamente, mais densa
em tecnologia. Não significa que não deva ter conhecimento científico. O seu foco deve ser o da tecnologia, diretamente
ligada à produção e gestão de bens e serviços. A formação do bacharel, por seu turno, é mais centrada na ciência, embora sem
exclusão da tecnologia. Trata-se, de fato, de uma questão de densidade e de foco na organização do currículo".
Fonte: DELIBERAÇÃO CEE N° 50/05
http://www.fatecsp.br/?c=tecnologo Prof. Edson-2012 2
Ser Tecnólogo!
Prof. Edson-2012 3
Bibliografia para o 1o bimestre: (*São os materiais básicos e o restante é complementar)
*Introdução à Análise de Circuitos, Robert Boylestad, 10 ed. Ed.Prentice Hall.* Máquinas Elétricas, A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen Umans, Bookman*Máquinas Elétricas, Irwin Kosow, Ed. Globo.* Automobile Electrical and Electronic Systems, Tom Denton, Ed. BH – Elsevier 1995.*Materiais Disponibilizados pelo Prof. no sitio da disciplina.
Bibliografia para o 2o bimestre: (*São os materiais básicos e o restante é complementar)
*Manual de Tecnologia Automotiva Bosch 25a Ed.*Apostila Técnica de Alternadores Bosch (Disponibilizado).
*Apostila Técnica de Motores de Partida Bosch (Disponibilizado).*Materiais Disponibilizados pelo Prof.Automotive Electrics and Automotive Electronic – Completely Revised and Extended, Bosch Handbooks, Robert Bosch, 2007, Ed. Wiley.
Prof. Edson-20124
Avaliação dos Projetos Práticos (Prj) – Média das notas de:Laboratório:
Atingir resultados e objetivos solicitados (50%)
Qualidade da Montagem (10%)
Recursos Técnicos Aplicados (10%)
Domínio dos Alunos e Trabalho em Equipe (30%)
Relatório conforme as regras de elaboração:
Apresentação (10%)
Conteúdo técnico relevante (50%)
Organização e Padronização (20%)
Resultados Apresentados (20%)
Seguir as recomendações do artigo sobre Orientações para melhorar relatórios técnicos.
Aula 2 - Objetivos Específicos:
- Contexto Histórico. (Boylestad Cap. 11 Seção 11.1)
- Formação do Campo Eletromagnético. (Boylestad Cap. 11)
- Densidade de Fluxo e Histerese. (Boylestad Cap. 11 Seção 11.3 até 11.8)
- Fluxo Magnético. (Boylestad Cap. 11 Seção 11.10)
- Solenóides (Boylestad Cap. 11 Seção 11.11)
- Indutores. (Boylestad Cap. 12 Seção 12.1 até 12.4)
-Transitórios de Carga e Descarga (Boylestad Cap. 12 Seção 12.7 até 12.11)
- Entreferros (Boylestad Cap. 11 e Fitzgerald Cap. 1)
Prof. Edson-2012 5
ECK-2012 6
Convergência das pesquisas na eletricidade, magnetismo e óptica
Fenômenos magnéticos são conhecidos desde 1100 A.C pelos chineses.
• Magnus, pastor de ovelhas, percebe a magnetita, em Magnésia.
• Imãs naturais (Magnetita) são compostos de Fe3O4.
• A bússola foi inventada pelos chineses.
• Em 1820, o físico dinamarquês Hans Oersted anuncia a descoberta do eletromagnetismo. (Experiência com a agulha).
• André Marie Ampère determinou que o sentido da corrente elétrica determina uma mudança nos pólos do campo magnético.
• Os imãs artificiais são ligas de Alumínio, Níquel e Cobalto.Prof. Edson-2012 7
Prof. Edson-2012 8
Campo Magnético
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.3
Algumas propriedades importantes na figura 1:
Distribuição da linhas de campo simetricamente em materiais homogêneos;
Intensidade de campo (H) em a = 2b.
Algumas propriedades importantes na figura 2:
Linhas de campo procuram ocupar a menor área;
Redução no comprimento das linhas de campo;
Intensidade de campo (H) em uma dada região é proporcional ao número de linhas de campo.
Fig. 1
Fig. 2
Prof. Edson-2012 9
Campo Magnético
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.3
Materiais Ferromagnéticos favorecem o caminho das linhas de campo.
Tais materiais podem ser utilizados como blindagem eletromagnética.
Prof. Edson-2012 10Affonso Martignoni, Eletrotécnica 1980.
Linhas de campo magnético
Prof. Edson-2012 11
Densidade de Fluxo Magnético B
)(
(Wb)
)(
.
2mquadradosmetrosA
Weber
TTeslaBA
B
daBS
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.3
Determine o Fluxo Magnético B da figura acima
Ba > Bb
Prof. Edson-2012 12
Densidade de Fluxo Magnético B
É uma grandeza que indica a quantidade de linhas de campo por unidade de área.
AB
Porém, quando há a introdução de um meio ferromagnético .
Fluxo magnético
Área
2/ mWb
Affonso Martignoni, Eletrotécnica 1980.
Prof. Edson-2012 13
Permeabilidade Magnética µ
É uma grandeza que indica o quanto um determinado material pode influenciar na distribuição das linhas campo que passam pelo referido material.
Permeabilidade Magnética no vácuo
Permeabilidade Magnética Relativa
É uma relação entre a permeabilidade do material em relação ao vácuo
0 m
r
Prof. Edson-2012 14
Relutância Magnética É uma grandeza semelhante à resistência elétrica. Em termos magnéticos é a dificuldade do campo em estabelecer um caminho magnético
Vidro
Ferro
ocomprimentl
áreaA
meiodomagnéticadadepermeabili
qualna
A
l
___
_
Ae/Wbou rels .
Prof. Edson-2012 15
Linhas de campo magnético em:
Francisco Ramalho Jr., Fundamentos de Física 3, 1982.
24
.
R
dLaIdH geo
24
.
R
dLaIH geo
Lei de Biot-Savart
24
.
R
dLaIH geo
Prof. Edson-2012 16
Lei de Biot-Savart
“Intensidade do Campo Magnético H produzido no espaço por um condutor retilíneo percorrido por uma corrente elétrica é proporcional à intensidade da corrente elétrica e inversamente proporcional à distância.”
Dr. Naason Pereira Junior – UNESP - Eletromagnetismo
2..4
..
R
senLIH
22
222
cosaL
a
aLR
Lei de Biot-Savart
(A/m)2
cos
4
cos1
(A/m) 4
2/
2/
2
1
a
IH
a
dI
H
aR
seR
dIH
-
Para um segmento do raio infinito
Prof. Edson-2012 17
Lei de Ampère
“A integral de linha do vetor intensidade de campo magnético H ao longo de um caminho fechado é igual a corrente total envolvida por esse caminho”
Dr. Naason Pereira Junior – UNESP - Eletromagnetismo
R
IH
2
ILdH
RR
ILdH
LdR
ILdH
L
L
LL
22
2
Se integrarmos H ao longo do caminho circular de raio R em um condutor
Lembrando que:
S
IJ
J
JdaI
dLHJda
S
s L
quadrado metropor corrente de Densidade
Prof. Edson-2012 18
Linhas de campo magnético em uma bobina
Affonso Martignoni, Eletrotécnica 1980.
Prof. Edson-2012 19
Campo gerado por uma solenóide e a intensidade de campo magnético (H) no ponto P.
Affonso Martignoni, Eletrotécnica 1980.
Oersted104A/m 11H Gauss 100001T
Gauss em expresso será H e ,espiras de número o N
bobina, na circula que corrente a I cm, em bobina da ocompriment o é onde
Ampère de Circuital Lei .
Volta-Ampère
3-
l
NIlH
NIl
NIH
H
Prof. Edson-2012 20
Densidade de Fluxo Magnético B
A densidade de Fluxo Magnético (B) é proporcional ao tipo de material
KgfAreaB
F
mAWb
BAHA
HHBL
NIH
nucleo
1
2
70
0
1081,9.8
./10
4
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.7
Permeabilidade
Prof. Edson-2012 21
Para o eletroímã mostrado na figura abaixo, determine:
a) Calcule a densidade de fluxo no núcleo.b) Faça um esboço das linhas de campo e indique o seu sentido
)(
(Wb)
)(
.
2mquadradosmetrosA
Weber
TTeslaBA
B
daBS
Prof. Edson-2012 22
Fenômeno da Histerese.
KgfAreaB
F
mAWb
BAHA
1
2
70
1081,9.8
./10
4
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.8
l
NIH
BAHA
Densidade de fluxo residual
Força coerciva
Prof. Edson-2012 23
Circuitos Magnéticos:Para o circuito magnético visto na figura
abaixo:a) Calcule o valor da corrente
necessária para gerar um fluxo magnético =410-4 Wb.
b) Determine o e r para o material
nessas condições.
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.11Ferro Fundido
Aço Fundido
Aço Laminado
Curva de Magnetização
Prof. Edson-2012 24Robert L. Boylestad
Introductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 11.11
Um indutor ideal deve reter o campo magnético no seu interior porque tem resistência de bobina = 0 e como conseqüência, a tensão sobre ele é 0V.
0
2
é indutância da valor o e
solenóide uma Para
Farady de Lei
rmaterial
Henryl
ANL
voltsdt
dNe
voltsdt
de
Prof. Edson-2012 25
Força Eletromotriz e Auto-indução (Boylestad Cap. 12 Seção 12.6)
0
2
é indutância da valor o e
solenóide uma Para
Farady de Lei
rmaterial
Henryl
ANL
voltsdt
dNe
voltsdt
de
cteR
VccI
dtLRIVcc
dI
LdIdtRIVcc
LdIRIdtVccdtdt
dILRIVcc
/1
I corrente da função em calculando e Integrando
1
Prof. Fernando Mussoi Fundamentos de Eletromagnetismo CEFET-PR
Prof. Edson-2012 26
Transitório de carga e descarga Eletromagnética em uma solenóide
c
c
tL
t
o
i
o
R
tL
L
ct
L
Eev
LIidiLdt
dt
LdiIW
eItI
R
LeItI
/
2
max
/max
2
solenóide na armazenada Energia
)(
descarga de ia transitórCorrente
qual na 1)(
carga de ia transitórCorrente
Prof. Fernando Mussoi Fundamentos de Eletromagnetismo CEFET-PR
Prof. Edson-2012 27
Transitório de carga Eletromagnética em uma solenóide
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.7
Prof. Edson-2012 28
Transitório de descarga Eletromagnética em uma solenóide
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.7
Prof. Edson-2012 29
Durante o transitório a tensão varia rápido mas a corrente não
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.7
ER
Rv
ER
R
R
RRR
R
Ev
RRiRiRivvvv
RE
L
L
lLLLRRL
1
2
1
2
1
121
1
212121
1L
1
)(
/i é ainda corrente a abre chave a Quando
Tensão de pico
Prof. Edson-2012 30
A medida que o indutor libera a energia armazenada, temos:
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.7
dtL e
R
Ei /
1
A corrente varia conforme:
211
2max
/max
e 1RR
L
R
LE
R
RV
eVv
totald
tL
d
A tensão sobre os resistores:
dd tR
tR Ee
R
RvEev /
1
22
/1 e
Prof. Edson-2012 31
Calcule o tempo de carga e descarga e tensão reversa
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.7
msttL
dc
eeVv
Vk
kE
R
RV
mskk
Hms
k
H
d 8,0//max
1
2max
125
125502
311
8,032
4 2
2
4
Prof. Edson-2012 32
Transitório em circuitos R-L do exemplo anterior
Robert L. BoylestadIntroductory Circuit Analysis, 10ed. Seção 12.9
Prof. Edson-2012 33
Energia Armazenada em uma Bobina
A energia armazenada na forma magnética pode ser reaproveitada na forma de arco.
Se total da energia absorvida for:
dissTotalBob
t
diss
t
P
RdtiP
idtv
0
2
0
.
Energia total na bobina:
2.
.
)( ..
2
0
0
LIidiL
dt
diLi
idtv
Joulesdt
Ldiiiv
T
o
I
Bob
T
Bob
Bob
Prof. Edson-2012 34
Energia Armazenada em uma Bobina de Ignição
Se total da energia absorvida for:
dt
dNv
tP Bob
2sec
:será induzida f.e.m forçaA
Prof. Edson-2012 35
Exercício 2
Explique a diferença de comportamento da bobina quando alimentado por 6V e por 24V.
Prof. Edson-2012 36
Prof. Edson-2012 37
Prof. Edson-2012 38
Lei Circuital de Ampère
HlFmm
Fmm
NIFmm
Fmm
V
cirt
cirt
0
0 Lei de Kirchhoff para malhas elétricas
Lei de Kirchhoff para malhas magnéticas
Prof. Edson-2012 39
Lei Circuital de Ampère
0
0
cacabcbcabab
cirt
lHlHlHNI
HlFmm
Fmm
NIFmm
Fmm
Prof. Edson-2012 40
Lei de Kirchhoff para os caminhos do fluxo magnético
HAAB
el
NIH
ouN
HlI
mat
cba
.
:queLembrar
Prof. Edson-2012 41
Revisitando
Toda a corrente elétrica I que passa por umcondutor de comprimento infinito, produziráum fluxo magnético de laço fechado.
Id
IBdl
d
IB
HAAB mat
2
circular caminho o Integrando2
ráio do função em B mosconsiderar Se
.
B
Prof. Edson-2012 42
Portanto, num circuito magnético simples
núcleo do
núcleo do
:qual na
AA
BB
AB
c
c
cc
Prof. Edson-2012 43
Revisitando
Consideremos agora o fio em questão enrolado num tubo cilíndrico.
l
NIB
l
NIB
RllR
NIB
lR
NIB
eextremidad
centro
eextremidad
centro
2
se2
esextremidad Nas4
solenóide da centro No
22
22
Prof. Edson-2012 44
Para o circuito abaixo calcule:a)O valor de I para gerar um fluxo magnético =4X10=4 Wbb)Determine o µ e o µr para o material nessas condições
Prof. Edson-2012 45
83,935104
./10176,1
./10176,1/170
2,0
68400
16,0./170
170A/mH fundido aço o para
H-B gráfico o Usando
2,0102
104
7
3
0
3
23
4
mAWb
mAWbmA
T
H
B
mAmmA
N
HlI
Tm
Wb
AB
materialr
Solução
Prof. Edson-2012 46
Entreferros
Efeito de Borda
Ideal
70 104
bordaborda
borda
nucleoborda
borda
bordaborda
BBH
AB
Prof. Edson-2012 47
Entreferros
70 104
bordaborda
borda
nucleoborda
borda
bordaborda
BBH
AB
Prof. Edson-2012 48
Considere a figura.Determine:a)Indutância do enrolamentob)Densidade B no entreferro 1
1
0
1
11
1
10
1
1
2
2
1
120
21
21
20
22
10
11
21
21
.
como
e
g
NI
AB
g
NIANI
g
A
g
AN
NN
I
NL
A
g
A
g
NI
Prof. Edson-2012 49
Algumas permeabilidades
Prof. Edson-2012 50
Nos materiais ferro-magnéticosA permeabilidade varia conformeO material e a intensidade de campo.Nos materiais diamagnéticos e paramagnéticos a permabilidade é constante e independente de H
H
B
or
Prof. Edson-2012 51
Ler as duas dissertações que estão no site da disciplina para P1.
TCC Injeção eletrônica programável para automóveis
Thesis Digital ignition and electronic fuel injection - Kosik-2000.
Recommended