Essa é a matéria onde a engenharia começa a ficar perigosa, pois é agora que começamos a relacionar a energia elétrica em coisas que fazem realmente alguma coisa, inclusive pode ser fatal.
Uma das ideias mais legais que acho que conversão eletromecânica é a seguinte:
Você lembra quando usávamos a analogia entre gravitação universal e eletroestática ?
Em seguida, fomos para circuitos elétricos, que não são exatamente a mesma coisa, mas a ideia é fácil de compreender com base no que já sabemos sobre cargas elétricas
Cargas que geram campos elétricos e são o princípio fundamental da força eletromotriz
E aí chegamos nos circuitos magnéticos! Que podemos usar analogia com os circuitos elétricos para entendê-los
Nos circuitos magnéticos existe uma força magnetomotriz que é proporcional à corrente e o número de espiras que são feitas.
De forma similar, análogo à lei de Gauss para o campo elétrico existe a lei de Ampère para o campo magnético. Que diz que o campo em um percurso fechado é proporcional à corrente que passa por ele(podendo ser inclusive a mesma corrente passando em espiras), nesse caso, podemos dizer também que o rotacional é diferente de 0.
$RI = \mathbb{F} \leftrightarrow \mathbb{F} =\mathbb{R}\Phi_ = NI$
Na prática, onde existe o circuito magnético ?
Em todo lugar! Basta fazer um monte de espiras! Só que isso também acontece com o circuito elétrico, basta ter uma tensão alta o suficiente e você terá os raios.
O que acontece com os circuitos elétricos? Usamos fios, que canalizam os elétrons para onde queremos que eles vão e assim seja possível fazer coisas úteis com eles...
A mesma coisa acontece com os circuitos magnéticos!!
Usamos materiais com permeabilidade magnética muito maior que a do ar.
E temos a relação entre permeabilidade magnética e condutividade.
$\mu_{magnética} \leftrightarrow \sigma{condutividadde}$
Enfim, temos o seguinte isomorfismo
| $F_ = RI$ | $F_ = \mathbb{R}\Phi_$ |
|---|---|
| $F_=V$ | $F_=A . espiras$ |
| $R=\Omega$ | $\mathbb{R} = A.espiras/Wb$ ou $H^{-1}$ |
| $I = A$ | $\Phi_= Wb$ |
| $\sigma_=S/m$ | $\mu_=H/m$ |
E já podemos fazer coisas úteis com isso!
Como por exemplo:
Para começar podemos imaginar um transformador com permeabilidade infinita, isto é, sem perdas para o ambiente. Que concentre todas as linhas de campo magnético dentro dele.
Da mesma forma como corrente gera campo magnético, campo magnético gera corrente então ao alterar a proporção entre as espiras podemos também alterar a corrente que está sendo enviada!!
O tradicional é mostrar um indutor de N espiras, mas a finalidade principal desse indutor é ser usado para duas coisas: