O que são as correntes de Foucault?

Você sabe o que são as correntes parasitas de Foucault? Quais as aplicações e efeitos causados por elas? No artigo de hoje, o Mundo da Elétrica irá te ensinar tudo o que você precisa saber, então vamos lá pessoal!

Ao estudarmos um fluxo magnético variável e as forças eletromotrizes induzidas nos fios condutores, vimos que as correntes induzidas têm trajetórias bem definidas: os próprios fios.

Entretanto, há situações em que um material condutor é uma peça com tamanho maior que um fio, e como consequência, as correntes induzidas não apresentarão trajetórias definidas. Essas correntes são conhecidas como correntes parasitas de Foucault, em homenagem ao cientista francês Léon Foucault.

Para melhor compreensão, vamos considerar um bloco de ferro com face ABCD, colocado perpendicularmente a um campo magnético (B) variável. Levando em consideração que o fluxo magnético também será variável e atravessará esse bloco, ele sofrerá uma indução eletromagnética e anéis de correntes elétricas induzidas serão formados, como pode ser visto na imagem abaixo.

 O que são correntes de Foucault?

Correntes parasitas de Foucault.

As correntes elétricas alternadas que dão origem a um campo magnético alternado, também são responsáveis pelo aparecimento das correntes parasitas!

Efeitos da corrente de Foucault

As correntes de Foucault parecerem exclusivamente danosas, mas elas foram de extrema importância para o desenvolvimento tanto da ciência quanto dos dispositivos eletrônicos. O efeito gerado pelas correntes parasitas pode assumir tanto um papel benéfico quanto um papel nocivo, dependendo da utilização.

A resistência ôhmica das massas metálicas das quais as correntes se originam costuma ser pequena. Desta maneira, o efeito gerado da alta intensidade dessas correntes combinado ao efeito Joule, gera uma grande elevação de temperatura.

Em muitos casos como nas máquinas elétricas por exemplo, o aumento da temperatura pode ser ruim, já que pode danificar as peças metálicas dentro das quais se originam, diminuindo a eficiência. Já em outros casos, a elevação de temperatura é essencial para o funcionamento de um sistema ou aparelho.

Efeitos negativos

Um assunto muito associado às correntes parasitas, são as perdas magnéticas em máquinas elétricas devido à corrente de magnetização.

As máquinas elétricas compostas por núcleos magnéticos possuem perdas energéticas que diminuem seu rendimento. Dentre elas podemos citar os motores, geradores e transformadores. Estes são exemplos as perdas por ventilação, por atrito, por ruído, por histerese, nos enrolamentos, e dentre elas podemos citar as perdas por correntes parasitas.

O calor, gerado por essas correntes, pode danificar componentes da máquina, como o isolamento dos condutores das bobinas e causar curtos circuitos.

Fatores construtivos podem aumentar ou diminuir a eficiência magnética do núcleo das máquinas! Laminar o aço que compõe o núcleo, ao invés de utilizar um bloco metálico maciço, é uma solução para reduzir esse problema e aumentar a eficiência energética da máquina, visto que o fluxo é paralelo a sua direção e forma anéis de corrente num plano perpendicular ao do fluxo.

Ao tornar a lâmina mais fina, achatam-se estes anéis de correntes induzidas, dificultando a sua formação, como pode ser observado na imagem abaixo.

Perdas energéticas em máquinas elétricas.

Correntes parasitas em máquinas elétricas.

Outra solução possível é a inserção de silício, alumínio ou outras substâncias ao aço, com a intenção de diminuir a condutividade da lâmina e consequentemente, diminuir a densidade de corrente.

Em casos específicos, a laminação não é suficiente, pois quanto mais rápidas são as variações no fluxo, mais elevadas são as correntes induzidas, como em rádios e em televisões. Isso ocorre já que as correntes precisam ter frequência elevadíssima, chegando a milhões de Hz!

Nessas situações é necessário que o núcleo da bobina seja constituído não por chapas, mas sim por grânulos, já que eles servem como pequenas interrupções na corrente elétrica, impedindo que ela se propague.

Efeitos positivos

As correntes parasitas são úteis em fornos de indução, em que são necessárias altas temperaturas para a fundição de peças metálicas!

Os fogões de indução residenciais contam com o mesmo princípio, pelo qual o campo eletromagnético de um queimador reage com o campo magnético de utensílios de ferro especiais. O calor ocorre apenas quando as duas superfícies se encontram, de modo que o resto do fogão não fica quente!

Outro exemplo clássico de aproveitamento das correntes de Foucault pode ser encontrado nos freios de corrente de Foucault, em que a resistência magnética é grande o suficiente para parar um vagão de ferro, e é amplamente utilizado em vagões de trens.

Amperímetros e multímetros são mais exemplos de aplicação! Os ponteiros de equipamentos analógicos são instalados em cima de um pequeno disco de metal, que por sua vez está disposto entre os dois polos de um imã.

Dessa maneira, quando o ponteiro se movimenta, o disco também se movimenta gerando a corrente de Foucault, com sentido contrário ao movimento, freando o ponteiro e mostrando o resultado. As correntes de Foucault também são encontradas em máquinas de venda automática e reciclagem.

Em uma máquina de venda automática, um íman estacionário faz com que um item inválido seja rejeitado. Em uma escala maior, tipos de latas e outros metais recicláveis também podem ser classificados, já que cada metal responde à força magnética oposta de forma específica.

Para entender o funcionamento dos motores elétricos, recomendamos que você assista o vídeo abaixo do canal Mundo da Elétrica!

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