Cap. 3.2. Os componentes: Bobinas com Aço-Elétrico

Cap. 3.2. Os componentes: Bobinas com Aço-Elétrico

12/12/2018

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  Neste artigo serão explicadas algumas características sobre o Aço-Elétrico, que possui propriedades excelentes para aplicações envolvendo bobinas!

   Imagem 1 - Na imagem acima, várias chapas de Aço-Elétrico

 

  Aços são materiais encontrados nas mais diversas formas, microestruturas, composições e aplicações. tendo uma importância fundamental na sociedade humana. Neste artigo será visto um tipo específico de aço, com propriedades excelentes para aplicações envolvendo componentes eletrônicos: é o Aço-Elétrico, com propriedades magnéticas "aprimoradas" para serem a matéria-prima de alguns tipos de transformadores e motores elétricos.

  Ao ser magnetizado e desmagnetizado, o Aço-Elétrico provoca perdas de energia, pois é uma material mais propício ao superaquecimento. Mesmo assim, devido à alta permeabilidade magnética, se as perdas forem minimizadas, o Aço-Elétrico é um material excelente.

  Abaixo, veja alguns detalhes sobre a composição química deste material.

 

Composição Química

 

   O Aço-Elétrico tem que ter teores de Carbono mínimos, para que durante a vida do componentes ou da máquina elétrica não haja envelhecimento magnético. Outro fator é que os carbonetos atrapalham a movimentação dos Domínios magnéticos, que é justamente o que permite a magnetização e desmagnetização do material.

  O Aço-Elétrico também pode ser chamado de Aço-Silício, pois são misturadas quantidades de Silício e até mesmo Alumínio para aumentar a resistividade do material, fazendo com que se diminua a circulação de correntes parasitas e diminuindo as perdas magnéticas.

  Silício e Alumínio não são ferromagnéticos, portanto a mistura destes dois materiais diminuem a permeabilidade magnética do Aço. Desta forma, a presença de outros elementos na composição do Aço-Elétrico depende de qual propriedade é mais importante para a aplicação do produto, isto é, se é mais importante a permeabilidade magnética ou a redução de correntes parasitas.

 

Microestrutura

 

  Como foi dito, o Aço-Elétrico é composto de grãos, como se fossem "pecinhas" que compõem a estrutura do material, e claro que, estas "pecinhas" são constituídas de átomos. Quanto maior forem estes grãos, menor a densidade de contorno de cada grão, atrapalhando a movimentação dos Domínios magnéticos do material e, consequentemente, atrapalhando a magnetização e também ocasionando perdas magnéticas, que ocorre devido à um fator conhecido como "perda anômala", um fenômeno ainda em estudos. Grãos de 100 à 150 µ já estão de bom tamanho.

 

Dimensões

 

  No Aço-Elétrico devem ser empregadas espessuras bastante finas, na ordem dos 0,23 à 1,0 milímetro, pois quanto maior o volume do Aço, maior será a circulação de correntes de Foucault (correntes parasitas), gerando dissipação de energia em forma de calor, isto é, perdas magnéticas. É por este motivo que o núcleo de um transformador, por exemplo, é feito de Aço-Elétrico laminado: várias chapas são colocadas juntas para dar a espessura necessária do núcleo. Estas chapas podem ser vistas na imagem 1, no início deste artigo.

 

  Existem dois grandes grupos dentro da classe dos Alos-Elétricos. São eles:

 > Grãos Orientados (GO): Acentuada anisotropia das propriedades magnéticas, isso quer dizer que, elas são orientadas em uma direção especifica, tornando o Aço-Elétrico GO excelente para transformadores. O percentual de Silício é de aproximadamente 3,25%. O percentual de Carbono é de cerca de 0,01%.

  As chapas são laminadas ainda à quente e após passam por um processo de decapagem para retirar a película de Óxido formada. Com a chapa já fria, é feito então uma nova laminação para chegar na espessura final desejada. Para concluir o processo, um recozimento em baixa temperatura. As características magnéticas são as melhores possíveis na direção em que foi feita a laminação da chapa.

  Outro tipo menos comum é o Aço-Elétrico de Grãos Super-Orientados. Este tipo possui características ainda melhores se comparado com o Aço-Elétrico de Grão Orientado.

 

 > Grãos Não Orientados (GNO): Este tipo de Aço-Elétrico não apresenta uma anistropia tão elevada, ou seja, suas propriedades magnéticas são distribuídas de forma homogênea em todas as direções, tornando o Aço-Elétrico GNO excelente para motores elétricos. O percentual de Silício varia de 1,05% à 3,25%. O percentual de Carbono é de cerca 0,03%.

 

  Veja abaixo uma imagens com a comparação da estrutura do Aço-Elétrico GO e do GNO:

 Imagem 2 - Aço GNO na imagem esquerda e Aço GO na imagem da direita

 

   Foram deixados alguns "pontos" em aberto neste artigo e que em breve serão complementados em um artigo especial sobre magnetismo. Falamos sobre grãos, sobre Domínios magnéticos e alguns outros termos que serão detalhados em breve, para fechar o assunto "bobinas". Aguarde!

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FONTES e CRÉDITOS:

 

Texto e imagens: Leonardo Ritter

Fontes: Apheram South América; suapesquisa.com.

 

Última atualização: 22 de Julho de 2019.

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