Neste post, são mostrados os conceitos necessários para fazer a análise de circuitos magnéticos, que é muito semelhante a de circuitos elétricos.
Por quê analisar circuitos magnéticos?
O conhecimento da análise deste tipo de circuito é útil para o projeto de componentes que usam campos magnéticos, como por exemplo: relés, transformadores, motores elétricos, geradores, auto-falantes, etc.
Campo magnético e permeabilidade magnética
A densidade do fluxo magnético () é definida pelo fluxo magnético (), em (Weber), dividido pela área (), em .
A unidade de medida para é ou (Tesla). A equação a seguir é a relação entre a densidade de fluxo e a força magnetizante , esta é em (ampère-espira por metro).
Onde é a permeabilidade magnética. Este é o produto da permeabilidade magnética do vácuo (), uma constante cujo valor é , com a permeabilidade relativa (), que depende do material.
Analogias com os circuitos elétricos
Relutância
Como é mostrado no post sobre resistência, capacitância, indutância, impedância e reatância, a resistência de um material é calculada usando a fórmula:
Os materiais possuem a relutância (), que é a resistência de um material a um fluxo magnético, cuja equação é:
Onde é o comprimento do material e é a área da seção transversal. A relutância é medida em rels ou (ampère-espiras por weber).
Lei de Ohm para circuitos magnéticos
Em um circuito magnético, os geradores de fluxo são indutores, ou bobinas, que produzem a força magnetomotriz (fmm) (), em ampère-espiras, que é a corrente na bobina I multiplicada pelo número de espiras N.
A equação da Lei de Ohm para circuitos magnéticos.
![representação dos circuitos magnéticos](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2023/05/magnetic_circuit_analogy_magnetica-1024x406.png)
![circuitos magnéticos em série-paralelo](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2023/05/63917707a5785edfd7eb6de730f8dfab1.png)
Lei circuital de Ampère para circuitos magnéticos
A Lei de Kirchhoff para tensões diz que a soma das voltagens e quedas de tensão em um circuito de malha fechada é igual a zero. Como foi mostrado no post, cujo link está abaixo.
Análise de circuitos (Parte 1)Clique aqui
A Lei circuital de Ampère afirma que a soma algébrica das elevações e quedas da força magnetomotriz (fmm) em uma malha fechada sempre será igual a zero.
Fluxo magnético
Assim como na Lei de Kirchhoff para as correntes, a soma algébrica dos fluxos que entram em um nó é igual a soma dos fluxos que saem deste mesmo nó.
Entreferro
É o espaço de ar entre os materiais ferromagnéticos, em inglês é chamado de gap. Como a permeabilidade magnética relativa do ar é apenas 1, a força magnetizante H e a queda de fmm são maiores no entreferro do que no núcleo.
![efeito de borda no entreferro](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2023/05/applsci-12-06815-g001-1024x424.jpg)
![Circuito magnético exemplo](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2023/05/3-s2.0-B9780128104910000114-f11-05-9780128104910.jpg)
Obtendo a equação para o circuito magnético acima, usando a Lei Circuital de Ampère.
- é o comprimento do material ferromagnético por onde passa o fluxo.
- é o comprimento do entreferro.
- e são as forças magnetizantes no núcleo e no entreferro, respectivamente.