Fluxo de Fuga e Efeito de Franja

Análise de Fluxo de Fuga e Efeito de Frangiamento

Definição: O fluxo de fuga refere-se ao fluxo magnético que se desvia do caminho pretendido em um circuito magnético. Isso pode ser ilustrado usando um solenoide para distinguir entre o fluxo de fuga e o efeito de frangiamento:

Quando a corrente passa por um solenoide, a maior parte do fluxo forma o fluxo principal ao longo do eixo do núcleo, enquanto uma fração vaza para fora da bobina sem seguir completamente o caminho do núcleo — isso é o fluxo de fuga. Em um solenoide longo, o fluxo de fuga ocorre principalmente nas duas extremidades, onde as linhas do campo magnético divergem para o ar circundante em vez de passar pela seção transversal do núcleo.

Ao mesmo tempo, nas extremidades do solenoide, as linhas do campo magnético exibem uma distribuição não uniforme, criando um "efeito de frangiamento" que causa a difusão do fluxo. Diferentemente do fluxo de fuga (que enfatiza o desvio do caminho), o frangiamento descreve a dispersão do fluxo principal nas fronteiras. Ambos os fenômenos impactam a eficiência do solenoide: o fluxo de fuga induz perda de energia, enquanto o frangiamento distorce o campo magnético, exigindo otimização através de medidas como aumentar a seção transversal do núcleo ou aplicar blindagem magnética nos designs eletromagnéticos.

Classificação de Fluxo em Circuitos Magnéticos de Solenoides

A maioria do fluxo magnético gerado por um solenoide propaga-se através do núcleo, atravessa a lacuna de ar e contribui para a função pretendida do circuito magnético. Este componente é definido como o fluxo útil (φᵤ).

Em cenários práticos, nem todo o fluxo adere estritamente ao caminho projetado dentro do núcleo magnético. Uma parte do fluxo irradia ao redor da bobina ou cerca o núcleo sem contribuir para o propósito operacional do circuito. Este fluxo não funcional é chamado de fluxo de fuga (φₗ), que se dissipa no meio circundante em vez de participar do trabalho eletromagnético.

Consequentemente, o fluxo total (Φ) produzido pelo solenoide é a soma algébrica dos componentes de fluxo útil e de fuga, expresso pela equação:Φ= ϕu + ϕl

Coeficiente de fuga A razão entre o fluxo total produzido e o fluxo útil estabelecido na lacuna de ar do circuito magnético é chamada de coeficiente de fuga ou fator de fuga. É denotado por (λ).