Portal de Eventos da ULBRA., XVIII SALÃO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA

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Protótipo educativo de um freio eletromagnético
Felipe Ragnini, Luiz Sílvio Scartazzini

Última alteração: 23-10-2012

Resumo


O ensino de física é bem mais atraente quando se demonstram os conceitos teóricos através de equipamentos e materiais visuais, principalmente em unidades que envolvem eletromagnetismo. Temas como correntes parasitas, também chamadas de correntes de Foucault, são muitas vezes confusos para que o aluno aprenda somente na teoria.  As correntes parasitas são geradas por uma série de conseqüências. Quando corpo metálico oscila entre os pólos de um eletroímã, isto causa uma variação de campo magnético nesta massa – a  variação deste fluxo no corpo induz uma força eletromotriz (f.e.m.), que acaba induzindo uma corrente no próprio corpo. Segundo a lei de Lenz, esta corrente induzida gera um novo campo magnético induzido na massa do material que está em movimento, que por sua vez, se opõe ao primeiro campo magnético, o que pode gerar um frenagem pela oposição dos vetores de força magnética. Sendo assim, propõe-se a apresentação de temas como a existência dessas correntes parasitas em motores, montando de um sistema aberto de frenagem magnética. O objetivo do projeto foi a proposta de construção de um protótipo de um Freio Eletromagnético didático, em que o corpo em movimento fosse um disco de alumínio acoplado ao eixo de um motor, e o eletroímã fosse um transformador seccionado, fazendo assim com que este realizasse o papel de um eletroímã,  de forma que possibilitasse a visualização e as medidas de rotação do motor, torque da frenagem e tensão e corrente deste mesmo sistema em um modelo montado sobre uma bancada móvel, facilitando o transporte para as salas de aula. Quando o motor é acionado,  o disco começa o movimento entre os pólos do eletroímã. No momento em que o eletroímã é acionado, surgem correntes parasitas na massa do disco e instantaneamente a frenagem é iniciada. O procedimento de teste é ajustar a corrente injetada no eletroímã, através de uma fonte de corrente. Para visualizar a frenagem, indica-se utilizar um tacômetro para que, para cada valor de corrente, seja verificada a velocidade do disco (em RPM). Quanto mais corrente for injetada no eletroímã, maior a frenagem. Os testes realizados mostram que o conceito teórico das correntes parasitas é real, e comprovado através da frenagem observada e aferida no protótipo. No entanto o modelo construído é limitado pelos materiais utilizados na construção deste, como a capacidade do conjunto motriz (motor e inversor de freqüência) e fonte de corrente para alimentação do eletroímã. A frenagem não é total, ocorre apenas uma redução de velocidade, pois quando o eletroímã atinge corrente de 6 A, o inversor de freqüência desliga o motor, baseado em um circuito de proteção interna que evita sobrecarga do conjunto motriz. O sistema pode ser aprimorado, pois em sistemas de frenagem, poderá reduzir custos com manutenção, visto que o material do disco não sofre desgaste, entre outros benefícios.