Engenharia de motores

O que são correntes parasitas? Exemplos e uso

O que são correntes parasitas? Exemplos e uso

As correntes parasitas são as correntes induzidas nas massas de metais condutores que estão imersas em um campo magnético variável ou que, em movimento, através de um campo magnético constante ou variável. Em qualquer caso, é a variação do fluxo magnético que gera essas correntes. O fenômeno foi descoberto pelo físico francês Jean Bernard Léon Foucault em 1851.

Em alta frequência: usando núcleos com materiais magnéticos de baixa condutividade elétrica (como ferrite).

As correntes parasitas criam perdas de energia por meio do efeito Joule. Mais especificamente, essas correntes transformam formas úteis de energia, como a cinética, em calor indesejado, por isso é geralmente um efeito inútil, se não prejudicial. Por sua vez, eles diminuem a eficiência de muitos dispositivos que usam campos magnéticos variáveis, como transformadores de núcleo de ferro e motores elétricos. Essas perdas podem ser minimizadas consideravelmente.

Como funcionam as correntes parasitas?

As correntes parasitas são causadas pelo movimento (ou variação) do campo magnético que passa por um condutor. O movimento relativo gera a circulação de elétrons, ou seja, a corrente, no condutor, de acordo com a lei de Faraday. Esses elétrons, movendo-se em vórtices, por sua vez, geram um campo magnético na direção oposta à variação do campo magnético aplicado (ver lei de Lenz). O fenômeno é acentuado:

  • com o aumento do campo magnético aplicado (se for senoidal com o quadrado da amplitude)
  • Com o aumento da condutividade do condutor atravessado pelo campo magnético.
  • Com uma velocidade relativa crescente entre o campo magnético e o condutor.
  • se o campo magnético é periodicamente variável com frequência crescente (se é senoidal com lei proporcional ao quadrado da frequência)

Nesse caso, quanto maior for a intensidade das correntes de vórtice que se desenvolvem e mais forte será o campo magnético que geram (e se opõem ao campo magnético original).

A corrente que se desenvolve no condutor tem uma forma rotativa porque os elétrons estão sujeitos à Força de Lorentz, que é perpendicular à direção dos elétrons em movimento. Portanto, eles giram para a direita ou para a esquerda, dependendo da direção do campo aplicado e da variação do campo aumentando ou diminuindo. A resistividade do condutor amortece essas correntes.

As correntes parasitas geram perdas de energia aquecendo o condutor (efeito Joule). Esse fenômeno em muitas aplicações é negativo porque essa geração de calor não tem nenhum efeito útil. Por exemplo, em transformadores e motores elétricos é determinada uma diminuição na eficiência.

Essas perdas podem ser mitigadas escolhendo um núcleo magnético com baixa condutividade (por exemplo, ferrita, aço silício) ou subdividindo o núcleo magnético em camadas finas e eletricamente isoladas (laminação). Desta forma, os elétrons não podem cruzar a camada isolante entre as laminações e a área delimitada por seu caminho é reduzida.

Portanto, quanto maior o número de laminações por unidade de área, paralelas ao campo magnético aplicado, maior será a redução nas correntes parasitas. As perdas atuais de parasitas nem sempre são um fenômeno indesejado.

Exemplos onde correntes parasitas são usadas

  • O freio magnético usado em trens e passeios em parques de diversões. No primeiro caso, durante a frenagem, um campo magnético é aplicado à roda de metal por um eletroímã que gera correntes de fuga na roda. Essas correntes encontram resistência para fluir através do metal, gerando calor e isso aumenta o atrito, permitindo uma frenagem mais intensa com menos chance de escorregamento das rodas nas esteiras. No segundo caso, são utilizados ímãs permanentes, por onde passa uma lâmina de um bom metal condutor (cobre ou alumínio).
  • Trens de levitação eletromagnética usando motores lineares.
  • Reciclagem de resíduos: utilizada para separar latas de alumínio, induzindo um campo magnético nas mesmas.
  • Supercondutores. Supercondutores geram correntes sem perdas. As correntes parasitas que são produzidas são iguais e opostas ao campo magnético externo, portanto, são zero, o que permite a levitação magnética.
  • Ensaios estruturais não destrutivos (NDT). Correntes parasitas são comumente usadas para testes não destrutivos e para examinar defeitos em um grande número de estruturas metálicas, por exemplo: trocadores de calor, fuselagens e outras peças estruturais de aeronaves.
  • Gerar calor em fornos de indução.
  • Fogões de indução.
  • Sistemas eletrônicos de reconhecimento de moedas (máquinas de venda automática).
  • Microfones dinâmicos.
  • Sensores de proximidade.
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Data de Publicação: 27 de novembro de 2018
Última Revisão: 27 de novembro de 2018