O fluxo magnético é definido como a quantidade física que descreve a quantidade de campo magnético que passa por uma determinada superfície. É uma medida de quantas linhas de campo magnético passam por uma superfície em um determinado ângulo.
Para entender melhor essa definição, imagine uma região no espaço com um campo magnético, como o campo ao redor de um ímã. Agora, vamos colocar uma superfície plana nesta região, que pode ser uma superfície real ou imaginária, e que possui uma área definida.
Fórmula
O fluxo magnético através desta superfície é calculado multiplicando o valor do campo magnético em cada ponto da superfície pela área dessa superfície e depois multiplicando tudo pelo cosseno do ângulo entre a direção do campo magnético e a normal vetor para a superfície.
A fórmula que expressa matematicamente este conceito é a seguinte:
Φ = B * A * cos(θ)
Onde:
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Φ é o fluxo magnético em weber (Wb).
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B é a densidade do fluxo magnético em tesla (T).
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A é a área da superfície perpendicular ao campo magnético em metros quadrados (m²).
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θ é o ângulo entre a direção do campo magnético e o vetor normal à superfície.
O fluxo magnético é medido em unidades chamadas "Weber" (Wb) no Sistema Internacional de Unidades (SI).
Densidade do fluxo magnético
Por outro lado, a densidade do fluxo magnético, representada pela letra "B", é uma grandeza vetorial que descreve a intensidade do campo magnético em um ponto específico do espaço.
A densidade de fluxo magnético (B) em um ponto está relacionada ao número de linhas de campo magnético que passam por uma superfície perpendicular à direção do campo.
Matematicamente, a densidade do fluxo magnético é definida como a quantidade de fluxo magnético (Φ) que passa por uma unidade de área perpendicular ao campo magnético naquele ponto:
B = Φ / A
Onde:
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B é a densidade do fluxo magnético (indução magnética) em tesla (T).
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Φ é o fluxo magnético através de uma superfície perpendicular ao campo, medido em weber (Wb).
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A é a área da superfície perpendicular ao campo magnético em metros quadrados (m²).
Sua unidade, o tesla, equivale a um weber por metro quadrado (T = Wb/m²). Outra unidade comumente usada para expressar a densidade do fluxo magnético é o gauss, onde 1 T = 10.000 gauss (1 mT = 1 gauss).
Instrumentos para medir o fluxo magnético
Existem vários instrumentos e dispositivos usados para medir o fluxo magnético em várias aplicações. Alguns dos instrumentos mais comuns são:
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Gaussímetro Medidores: medem em unidades de Gauss (G). Eles são amplamente utilizados para medir campos magnéticos em aplicações industriais, como inspeção de ímãs e materiais magnéticos.
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Metros Teslameter: medida em unidades de Tesla (T). Eles são mais precisos que os gaussímetros e são usados em aplicações mais especializadas, como em laboratórios de pesquisa e estudos científicos.
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Bobina de Helmholtz: Esta é uma configuração de duas bobinas idênticas colocadas a uma distância específica uma da outra. É usado para gerar campos magnéticos conhecidos e uniformes em uma área definida, permitindo que outros dispositivos de medição sejam calibrados e verificados.
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Medidores de nível de som de fluxo magnético: são instrumentos especializados que usam efeitos de vibração ou sons produzidos por objetos ferromagnéticos em um campo magnético. Esses sons estão correlacionados com a densidade do fluxo e permitem que sejam feitas medições indiretas.
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Indutores: Esses dispositivos são utilizados para medir a indutância em bobinas, e a partir dessa medição é possível obter informações sobre o fluxo magnético presente.
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Sensores Hall: Os sensores Hall são dispositivos semicondutores que podem medir diretamente a densidade de fluxo. Eles são usados em aplicações como a detecção de campos magnéticos em motores, dispositivos eletrônicos e sistemas de navegação.
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Magnetômetros: são instrumentos que medem a intensidade e a direção do campo magnético em um ponto específico.
Aplicações que usam fluxo magnético
O conhecimento do fluxo magnético é essencial em diversas aplicações e campos da ciência e tecnologia. Algumas das principais aplicações onde é importante conhecer o fluxo magnético são as seguintes:
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Indústria elétrica e geração de energia: Na indústria elétrica é utilizado em geradores e transformadores para produção, transmissão e distribuição de energia elétrica.
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Tecnologia eletrônica e de semicondutores: alguns dispositivos, como sensores magnéticos, microchips, discos rígidos e outros componentes, usam campos magnéticos para funcionar.
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Medicina: Na medicina, a ressonância magnética (MRI) é usada para obter informações detalhadas sobre tecidos e órgãos do corpo humano. A ressonância magnética é baseada na manipulação e detecção do fluxo magnético gerado por átomos de hidrogênio no corpo.
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Geofísica e navegação: Na geofísica, o estudo do campo magnético da Terra ajuda a entender a estrutura interna do planeta. Além disso, na navegação, as bússolas usam o fluxo magnético para determinar a direção.
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Controle e estabilização de sistemas: Em algumas aplicações, como a estabilização de sistemas de controle, é importante conhecer e compensar os efeitos dos campos magnéticos para evitar interferências ou efeitos indesejados.
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Indústria de metais e materiais: O conhecimento do fluxo magnético é útil em testes de qualidade, inspeção de materiais ferromagnéticos e controle do processo de fabricação.
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Transporte e levitação magnética: Em aplicações de transporte, como trens de levitação magnética (Maglev), esta propriedade física é utilizada para propulsão e controle do veículo sem contato físico com os trilhos por meio de eletroímãs.
