Com as configurações de comprimento e densidade de fluxo, como calcular a intensidade do campo magnético?

Para calcular a intensidade do campo magnético (Intensidade do Campo Magnético, $\mathrm{<br>}$H) com base no comprimento e na densidade de fluxo magnético (Densidade de Fluxo Magnético, $\mathrm{<br>}$B), é essencial entender a relação entre essas duas quantidades. A intensidade do campo magnético $\mathrm{<br>}$H e a densidade de fluxo magnético $\mathrm{<br>}$B geralmente estão relacionadas através da curva de magnetização (curva B-H) ou permeabilidade ( $\mathrm{<br>}$μ).

1. Fórmula Básica

• A relação entre a intensidade do campo magnético   $\mathrm{<br>\; }$H e a densidade de fluxo magnético   $\mathrm{<br>\; }$B pode ser expressa pela seguinte fórmula:

• Onde:

• B é a densidade de fluxo magnético, medida em teslas (T).

• $\mathrm{<br>\; }$H é a intensidade do campo magnético, medida em amperes por metro (A/m).

• $\mathrm{<br>\; }$μ é a permeabilidade, medida em henries por metro (H/m).

• A permeabilidade   $\mathrm{<br>\; }$μ pode ser decomposta no produto da permeabilidade do espaço livre   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 e a permeabilidade relativa   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr:

• Onde:

• μ0 é a permeabilidade do espaço livre, aproximadamente  $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7H/m.

• μr é a permeabilidade relativa do material, que é aproximadamente 1 para materiais não magnéticos (como ar, cobre, alumínio) e pode ser muito alta (centenas a milhares) para materiais ferromagnéticos (como ferro, níquel).

2. Calculando a Intensidade do Campo Magnético  $\mathrm{<br>}$H Dado  $\mathrm{<br>}$B e  $\mathrm{<br>}$μ

Se você conhece a densidade de fluxo magnético $\mathrm{<br>}$B e a permeabilidade $\mathrm{<br>}$μ, você pode usar diretamente a fórmula acima para calcular a intensidade do campo magnético $\mathrm{<br>}$H:

Por exemplo, suponha que você tenha um transformador com núcleo de ferro com uma densidade de fluxo magnético B=1,5T e uma permeabilidade relativa μr=1000. Então:

3. Considerando Curvas de Magnetização Não Lineares

Para materiais ferromagnéticos, a permeabilidade $\mathrm{<br>}$μ não é constante, mas varia com a intensidade do campo magnético H. Na prática, especialmente em campos magnéticos altos, a permeabilidade pode diminuir significativamente, levando a um crescimento mais lento na densidade de fluxo magnético $\mathrm{<br>}$B. Esta relação não linear é descrita pela curva B-H do material.

• Curva B-H: A curva B-H mostra como a densidade de fluxo magnético   $\mathrm{<br>\; }$B muda com a intensidade do campo magnético   $\mathrm{<br>\; }$H. Para materiais ferromagnéticos, a curva B-H é tipicamente não linear, especialmente quando se aproxima do ponto de saturação. Se você tiver a curva B-H do seu material, pode determinar a intensidade do campo magnético   $\mathrm{<br>\; }$H encontrando o valor correspondente de   $\mathrm{<br>\; }$H para um dado   $\mathrm{<br>\; }$B.

• Usando a Curva B-H:

1. Localize a densidade de fluxo magnético dada  $\mathrm{<br>\; }$B na curva B-H.

2. Leia a intensidade do campo magnético correspondente H da curva.

4. Considerando o Comprimento do Circuito Magnético

Se você também precisar considerar a geometria do circuito magnético (como o comprimento $\mathrm{<br>}$l do núcleo), pode usar a lei do circuito magnético (análoga à lei de Ohm nos circuitos elétricos) para calcular a intensidade do campo magnético. A lei do circuito magnético pode ser expressa como:

Onde:

• $\mathrm{<br>\; }$F é a força magnetomotriz (MMF), medida em ampere-voltas (A-turns).

• $\mathrm{<br>\; }$H é a intensidade do campo magnético, medida em A/m.

• $\mathrm{<br>\; }$l é o comprimento médio do circuito magnético, medido em metros (m).

A força magnetomotriz $\mathrm{<br>}$F é tipicamente determinada pela corrente $\mathrm{<br>}$I e pelo número de espiras $\mathrm{<br>}$N no enrolamento:

Combinando essas duas equações, você obtém:

Esta fórmula é útil quando você conhece o comprimento do circuito magnético $\mathrm{<br>}$l e os parâmetros do enrolamento (número de espiras N e corrente $\mathrm{<br>}$I).

5. Resumo dos Passos

1. Determine a Densidade de Fluxo Magnético    $\mathrm{<br>\; }$B: Use a densidade de fluxo magnético dada    $\mathrm{<br>\; }$B.

2. Selecione a Permeabilidade Apropriada    $\mathrm{<br>\; }$μ: Para materiais lineares (como ar ou materiais não magnéticos), use a permeabilidade do espaço livre    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0. Para materiais ferromagnéticos, considere a permeabilidade relativa μr, ou use a curva B-H.

3. Calcule a Intensidade do Campo Magnético H: Use a fórmula H=μB ou leia o valor correspondente de    $\mathrm{<br>\; }$H na curva B-H.

4. Considere o Comprimento do Circuito Magnético (se aplicável): Se você precisar levar em conta a geometria do circuito magnético, use a lei do circuito magnético H=lN⋅I para análise adicional.

Conclusão

Para calcular a intensidade do campo magnético com base no comprimento e na densidade de fluxo magnético, primeiro determine a permeabilidade $\mathrm{<br>}$μ, depois use a fórmula $\mathrm{<br>}$H=μB. Para materiais ferromagnéticos, é aconselhável usar a curva B-H para lidar com a relação não linear. Se você precisar considerar a geometria do circuito magnético, use a lei do circuito magnético $\mathrm{<br>}$H=lF para análise adicional.