Como a perda por corrente de magnetização e a perda por histerese estão relacionadas?

Relação Entre Perda de Núcleo e Perda por Histerese

A perda de núcleo (Core Loss) e a perda por histerese (Hysteresis Loss) são dois tipos comuns de perdas em dispositivos eletromagnéticos. Elas estão intimamente relacionadas, mas possuem características e mecanismos distintos. Abaixo está uma explicação detalhada dessas duas perdas e sua relação:

Perda de Núcleo

A perda de núcleo refere-se à perda total de energia que ocorre no material do núcleo devido ao processo de magnetização em um campo magnético alternado. A perda de núcleo consiste principalmente em dois componentes: perda por histerese e perda por correntes parasitas.

Perda por Histerese

A perda por histerese é a perda de energia devida ao fenômeno de histerese no material do núcleo durante o processo de magnetização. A histerese é o atraso da indução magnética B em relação à intensidade do campo magnético H. Cada ciclo de magnetização consome uma certa quantidade de energia, que é dissipada como calor, formando a perda por histerese.

A perda por histerese pode ser expressa pela seguinte fórmula:

onde:

• Ph é a perda por histerese (unidade: watts, W)

• Kh é uma constante relacionada às propriedades do material

• f é a frequência (unidade: hertz, Hz)

• Bm é a indução magnética máxima (unidade: tesla, T)

• n é o expoente de histerese (geralmente entre 1,2 e 2)

• V é o volume do núcleo (unidade: metros cúbicos, m³)

Perda por Correntes Parasitas

A perda por correntes parasitas é a perda de energia devida às correntes parasitas induzidas no material do núcleo pelo campo magnético alternado. Essas correntes parasitas fluem dentro do material e geram calor joule, resultando em perda de energia. A perda por correntes parasitas está relacionada à resistividade do material do núcleo, à frequência e à indução magnética.

A perda por correntes parasitas pode ser expressa pela seguinte fórmula:

onde:

• Pe é a perda por correntes parasitas (unidade: watts, W)

• Ke é uma constante relacionada às propriedades do material

• f é a frequência (unidade: hertz, Hz)

• Bm é a indução magnética máxima (unidade: tesla, T)

• V é o volume do núcleo (unidade: metros cúbicos, m³)

Relação

Fatores Comuns:

Frequência

f: Tanto a perda de núcleo quanto a perda por histerese são proporcionais à frequência. Frequências mais altas resultam em mais ciclos de magnetização no núcleo, levando a perdas maiores.

Indução Magnética Máxima

Bm: Tanto a perda de núcleo quanto a perda por histerese estão relacionadas à indução magnética máxima. Induções magnéticas mais altas resultam em variações mais intensas do campo magnético, levando a perdas maiores.

Volume do Núcleo

V: Tanto a perda de núcleo quanto a perda por histerese são proporcionais ao volume do núcleo. Volumes maiores resultam em perdas totais maiores.

Mecanismos Diferentes:

• Perda por Histerese: Principalmente causada pelo fenômeno de histerese no material do núcleo, que está relacionado à história de magnetização do material.

• Perda por Correntes Parasitas: Principalmente causada pelas correntes parasitas induzidas no material do núcleo pelo campo magnético alternado, que estão relacionadas à resistividade do material e à intensidade do campo magnético.

Resumo

A perda de núcleo é composta pela perda por histerese e pela perda por correntes parasitas. A perda por histerese está principalmente relacionada às características de magnetização do material do núcleo, enquanto a perda por correntes parasitas está principalmente relacionada às correntes parasitas induzidas pelo campo magnético alternado. Ambas são influenciadas pela frequência, indução magnética e volume do núcleo, mas possuem mecanismos físicos distintos. Compreender a natureza e a relação dessas perdas é crucial para otimizar o projeto de dispositivos eletromagnéticos e melhorar sua eficiência.