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.
