Não idealidades em um circuito magnético

 A análise de circuitos magnéticos, através das leis de Maxwell e das fórmulas já vistas em Relações dentro de um círcuito magnético, assumem circuitos ideais em que tudo ocorre perfeitamente, na prática não existe sistema ideal, em nenhuma área da engenharia, sempre que é construído o sistema real, ele está sujeito a falhas de comportamento e imperfeições no material, circuitos magnéticos não são diferentes, vamos ver então algumas não idealidades, e alguns tipos de perdas desses circuitos:

• A permeabilidade magnética de um material não é constante, mas varia de acordo com o fluxo magnético nele;

 Essa não idealidade já foi citada no artigo de relações, quando expliquei sobre a saturação do material.

• Não existe um isolante de fluxo magnético, sempre haverá um fluxo que passa por fora do núcleo, este fluxo é chamado de dispersão;

O núcleo magnético proporcionar uma melhor condução do campo, não significa que ele conterá todo o fluxo magnético, algumas linhas de campo irão fechar pelo meio externo.

 

Nesse exemplo o meio externo foi dito ar, por ser o mais encontrado, mas ele poderia ser qualquer outro material, que não o núcleo em questão, o problema desse fluxo acidental é que não podemos dizer por qual trajeto ele está passando, então não podemos calcular a relutância magnética dessa parte do "nucleo" de ar, por onde o campo passa.

• Ao passar por um entreferro o fluxo magnético sofre espraiamento;

Na fórmula da relutância que considera o entreferro, veja ela aqui, consideramos apenas o distancia entre as placas do núcleo no entreferro, então o fluxo calculado com essa fórmula são as linhas paralelas no meio, mas na proximidade das bordas o campo começa a se deformar, nessas curvas da lateral, essas linhas curvas são as perdas por espraiamento.

 Considerando à risca essa perda ocorrerá sempre que houver entreferro, mas na prática se a distância do entreferro for suficientemente "pequena" podemos ignorar essa perda. Mas pequena quanto? Em geral menor do que 10% a área da seção transversal do núcleo, se o núcleo tiver 10cm^2 de área, consideramos que entreferros abaixo de 1cm, não terão espraiamentos consideráveis, e acima terão.

• Núcleos de grande área continua, terão correntes parasitas 

Se o núcleo for composto por um único bloco de material, podem surgir correntes de fluxo indesejadas nele, veja abaixo a representação de um núcleo magnético com seção transversal quadrada.

 

Quando feito com material sem divisões podem surgir correntes que não passam por todo o comprimento do núcleo magnético, e como a relutância depende do comprimento, essas correntes são indesejadas, para minimizar essas correntes os núcleos são construido de lâminas do material de interesse, intercaladas por um material eletricamente isolante, isso minimiza as correntes parasitas, mas não as elimina.

• Perdas por histerese

Quando o núcleo é alimentado as vezes as direções dos campos magnéticos de cada átomo, não conseguem se alinhar, simultâneos à alimentação, então surge esse perda.