O Forno de Indução
Por: Sara • 22/10/2017 • 2.107 Palavras (9 Páginas) • 505 Visualizações
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- Lei de Faraday
Em princípio o forno à indução é um transformador no qual o primário é constituído por uma bobina que é percorrida por uma corrente alternada e que induz um campo eletromagnético alternado na carga de forno a qual constitui o secundário do transformador. Entre o secundário e o primário esta o núcleo de material ferromagnético que devido o aumento da indutância, concentra todas as linhas de força de um campo magnético que fluem pelo interior das espiras.
Usando esses princípios na lei de Faraday: “Quando o condutor é um circuito fechado, como no caso de uma espira que se movimenta no interior de um campo magnético, teremos o surgimento de uma corrente elétrica nesse condutor. Essa corrente é denominada corrente induzida”.
Com isso, a corrente elétrica induzida na espira é devida à variação do fluxo magnético que ocorre através da espira. E essa variação do fluxo magnético em um circuito é a força eletromotriz induzida (f.e.m) que é determinada pela taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito. Mantendo-se a resistividade da carga entre determinados limites, induz-se no metal potência elevada que aquece rapidamente a carga até a sua fusão.
Sendo muito usado para fusão de materiais condutores, formam-se nestes materiais correntes de Foucault (correntes induzidas em massas metálicas) que produzem grande elevação de temperatura. Se os materiais forem magnéticos, haverá também o fenômeno da histerese, que contribui para o aumento de temperatura.
O fenômeno da indução eletromagnética foi descoberto por Faraday em 1831, quando analisou que um campo magnético só existia através de um campo elétrico.
Ele fez uma experiência, aproximando um imã de uma espira de fio condutor, conectadas a um galvanômetro.
[pic 1]
Figura 01
Nesse condutor passava um fluxo magnético e com a sensibilidade que o galvanômetro tem, detectou o surgimento de uma corrente elétrica através dessa espira. E depois de desconectada o equipamento de medição, a mesma desaparecia.
O Fluxo magnético é dado pela formula:[pic 2]
Com base nesse surgimento de corrente, através de experimento, ele observou que no imã havia linhas imaginarias. E essas linhas iam do Polo Sul para o
Pólo Norte.
O experimento com o imã, o Faraday chegou a conclusões:
“Toda corrente elétrica induzida é originada devido a uma variação do fluxo magnético de indução.”
“Não há corrente induzida se não houver variação do fluxo magnético de indução.”
Segundo ele, a uma variação de fluxo magnético sobre uma área da superfície da espira em um campo magnético. Porem, quando passa pelo um circuito, produz uma tensão elétrica, que da origem a corrente elétrica. E esse campo varia lentamente no tempo.
Quando a um fluxo magnético é variável ao tempo, o mesmo induz uma força eletromotriz (uma queda de tensão) no circuito.
A força eletromotriz é representada pela formula da integral de linha do campo elétrico num circuito, como segue abaixo:
[pic 3]
E outra forma de representá-la é pela forma diferencial:
[pic 4]
A partir, dessas deduções sobre a corrente elétrica da lei de Faraday, em 1834, Heinrich Lenz, com sua Lei de Lenz enunciou que a corrente terá o sentido contrario de modo que anula a mudança de fluxo do campo magnético.
[pic 5]
Figura 02
Ilustração sobre a lei de Lenz
Num campo magnético a variação de fluxo será oposta, portanto, com o aumento do fluxo num circuito, a tensão gerada, terá uma corrente de fluxo inverso.
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- Cálculos envolvidos
XL = V / I = 220 / 2 = 110Ω
L = XL / 2πf = 110 / 2*3,14*60 = 291mh ()
Z = √ XL² + R² = √ 110² + 3,6² = 110 Ω
Q= mc Δt = 0,1*0,05*232= 1,16J
XL
Reatância
L
Indutância
V
Tensão
R
Resistividade
I
Intensidade de corrente
Z
Impedância
Q
Calor
Cp
Calor especifico
Δt
Variação da temperatura
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- Modelos elétricos do sistema envolvido[pic 6]
Formula 1
[pic 7]
Formula 2
[pic 8]
Formula 3
[pic 9]
Exemplos Industriais:[pic 10]
[pic 11]
Induction heating – Figura 03
- Fluxograma
[pic 12]
- Desenho elétrico e simulação computacional do forno
[pic
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