FORÇA DE ORIGEM MAGNÉTICA NO ENTREFERRO

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FORÇA DE ORIGEM MAGNÉTICA NO
ENTREFERRO

A presença de um campo magnético em um circuito magnético com entreferro produz como efeito a tendência de fechar esse entreferro. Ou seja, polos magnéticos de polaridades opostas nos dois lados do entreferro atraem-se mutuamente.
Forças originadas a partir de campos magnéticos são de grande aplicação em numerosos dispositivos eletromagnéticos (relés, eletroímãs, instrumentos de medida, motores e geradores elétricos).
Como foi visto no anteriormente, a densidade de energia armazenada num campo magnético vale : wm =

1
1 B2
( J / m3 ) µH 2 =
2
2 µ

(22.1)

Como a relutância do circuito magnético é muito menor que a relutância do entreferro (isso foi visto em exemplos anteriores), podemos considerar que toda a Fmm é utilizada para vencer o entreferro, ou seja, toda a energia está armazenada no entreferro. Além disso, como o entreferro é muito pequeno, em relação ao comprimento do circuito magnético, podemos supor que o campo magnético no entreferro é uniforme. Assim, a energia armazenada no entreferro vale :
Wm = w m . Vg =

1 B2
.Sg . l g
2 µ0

(J )

(22.2)

onde:

Vg = Volume do entreferro
S g = Seção transversal do entreferro l g = comprimento do entreferro.
Suponhamos agora que este entreferro seja mantido aberto por uma força. Se esta força sofrer um pequeno acréscimo, de forma que o entreferro aumente de δlg, acompanhado de um ligeiro acréscimo na corrente, de forma a manter B constante, o acréscimo de energia δW m será dado por: dWm =

B2
Sg δl g
2µ 0

(22.3)

O trabalho desenvolvido no entreferro é dado por:
W = F. d

(J )

W = F.δl g

(22.4)
(22.5)

Como o trabalho realizado pela força externa é igual ao acréscimo de energia no campo magnético, teremos: dW = dWm

(22.6)

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F. δ lg =

B2
. Sg . δl g
2µ 0

(22.7)

B2
Sg
2µ 0

(22.8)

Portanto, a força no entreferro será dada por:
F=

Exemplo 22.1
Um eletromagneto em