CONVERSO ELETROMEC NICA DE ENERGIA Prof Walter Suemitsu

CONVERSÃO ELETROMEC NICA DE ENERGIA Prof. Walter Suemitsu ÍMÃS PERMANENTES

ÍMÃS PERMANENTES • IMPORT NCIA – Fazem parte de nossa vida diária, pois são componentes essenciais em: • • motores elétricos computadores aparelhos CD automóveis – Sua importância não é muito reconhecida porque os ímãs ficam “escondidos” nos dispositivos.

ÍMÃS PERMANENTES • Exemplo de Aplicação em Carros. • Alguns carros modernos podem ter até 70 ímãs: – Motor de arranque – Motor da bomba de combustível – Motor do ar-condicionado – Motores dos vidros elétricos – Motor da ventoinha

ÍMÃS PERMANENTES • Exemplos de Aplicação na Indústria: – Motores para robôs – Motores para máquinas-ferramenta – Separadores magnéticos – Mancais magnéticos

ÍMÃS PERMANENTES • EVOLUÇÃO DOS ÍMÃS – Materiais magnéticos naturais são conhecidos há cerca de 3. 000 anos: magnetita – A primeira aplicação surgiu na China, há 18 séculos: a agulha da bússola. – A tecnologia para fabricar ímãs a partir de bobinas surgiu na Europa somente 500 anos depois.

ÍMÃS PERMANENTES – Neste século, as melhorias ocorreram rapidamente, primeiro com o Alnico, uma liga de alumínio, níquel e cobalto. – Outro ímã, surgido em 1950, tornou-se bastante popular: o ferrite, fabricado com ferro e óxidos de bário. – A partir da década de 60, novas famílias de ligas de terras raras, com um campo magnético permanente muito mais forte foram desenvolvidas.

ÍMÃS PERMANENTES – Em 1960 foi desenvolvido o primeiro ímã de terra rara, o samário-cobalto (Sm. Co 5) – Em 1983 surge o Neodímio Ferro Boro (Nd 2 Fe 14 B), através de pesquisas desenvolvidas independentemente nos Estados Unidos e no Japão. – Em 1990 foi descoberto o Samário Ferro Nitrogênio (Sm 2 Fe 17 N 3), por um grupo de pesquisa europeu.

ÍMÃS PERMANENTES • A disponibilidade de materiais magnéticos de alto desempenho revolucionou o projeto de motores elétricos. • Os campos magnéticos fortes podem eliminar o uso dos enrolamentos em motores CC e síncronos, resultando em motores menores, mais leves e mais eficientes.

ÍMÃS PERMANENTES • Um motor que se tornou viável com os ímãs permanentes foi o motor de passo, muito usado na indústria de microcomputadores. • Outros usos do motor de passo são: relógios de quartzo, robôs, atuadores em naves aeroespaciais.

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ÍMÃS PERMANENTES • O elemento chave associado à evolução dos ímãs é o PRODUTO ENERGÉTICO • O produto energético de um ímã relaciona a energia armazenada em seu campo magnético ao seu tamanho. • O produto energético dos ferrites chega a 40 k. J/m 3

ÍMÃS PERMANENTES • Ímãs de terras raras chegam a atingir 400 k. J/m 3 • O produto energético dos ímãs mais avançados tem dobrado a cada 12 anos • Os ímãs atuais são cerca de 200 vezes mais fortes que os de 1990 • Os melhores ímãs atuais ainda apresentam somente 1/4 do produto energético teórico

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ÍMÃS PERMANENTES • Os ímãs permanentes de terras raras ainda são muito caros, em função do elevado custo dos materiais e das etapas de processamento necessárias para obter o material final. • Outro fator importante nos ímãs é a capacidade de se moldá-los em qualquer forma desejada.