Imagine que você está em um laboratório de física, rodeado por equipamentos que medemas propriedades magnéticas de diferentes materiais.

Diante de você, encontra-se uma amostra
de um material ferromagnético, como uma liga de ferro com cobalto ou níquel, materiais
conhecidos por sua capacidade de se magnetizar facilmente. Esses materiais são amplamente
utilizados em aplicações tecnológicas, como núcleos de transformadores, motores elétricos e
dispositivos de armazenamento magnético, devido às suas propriedades únicas. Os materiais
ferromagnéticos, compostos por ferro e outras ligas, possuem uma estrutura interna fascinante.
Eles são constituídos por milhares de domínios magnéticos, pequenas regiões onde os
momentos magnéticos dos átomos estão perfeitamente alinhados em uma mesma direção,
gerando um momento magnético líquido significativo em cada domínio. No entanto, quando a
amostra está em seu estado não magnetizado, os momentos magnéticos desses domínios estão
orientados de maneira aleatória, resultando em um fluxo magnético líquido nulo no material
como um todo. Agora, imagine aplicando um campo magnético externo a essa amostra.
Gradualmente, os domínios magnéticos começam a se alinhar com a direção do campo aplicado,
e o material começa a se magnetizar. Esse processo, no entanto, não é linear. À medida que o
campo magnético é aumentado, você notará que a magnetização do material também aumenta,
mas de maneira não proporcional. Eventualmente, todos os domínios se alinham
completamente, e o material atinge a saturação magnética, onde qualquer aumento adicional no
campo aplicado não resulta em um aumento significativo na magnetização. Quando o campo
magnético é reduzido, o material não retorna instantaneamente ao seu estado não magnetizado.
Em vez disso, ele retém alguma magnetização remanescente, conhecida como remanência. Para
desmagnetizar completamente o material, um campo magnético oposto deve ser aplicado, um
processo que é representado graficamente pela curva de histerese. Essa curva ilustra não apenas
a capacidade do material de reter magnetização, mas também a energia dissipada durante o ciclo
de magnetização e desmagnetização. Dado esse contexto, explique com as suas
palavras detalhadamente o comportamento dos materiais ferromagnéticos ao longo da curva de
histerese, abordando os seguintes pontos:

a) Domínios Magnéticos: Como a orientação dos domínios muda ao longo do ciclo de
magnetização e desmagnetização?
b) Saturação Magnética: O que acontece quando o material atinge a saturação e por que não há
um aumento significativo na magnetização mesmo com o aumento do campo aplicado?
c) Perdas por Histerese: Como a área sob a curva de histerese está relacionada às perdas
energéticas em materiais ferromagnéticos? Descreva, com suas palavras, cada um desses
fenômenos e como eles influenciam a aplicação dos materiais ferromagnéticos em tecnologias
modernas.
2) Imagine-se em uma grande fábrica, onde inúmeros motores elétricos trabalham
incansavelmente para mover maquinários, transportar materiais e garantir que a produção não
pare. Esses motores, são essenciais em praticamente todas as indústrias, são exemplos vivos da
conversão eletromecânica de energia. Em cada um deles, há duas partes fundamentais que
desempenham papéis cruciais: o rotor, que é a parte móvel responsável pela rotação, e o estator,
que permanece estacionário, fornecendo o campo magnético necessário para o funcionamento
do motor. Agora, aprofunde-se nos detalhes de um motor elétrico que você encontra à sua frente.
Com suas próprias palavras, explique o que representam os componentes essenciais desse
motor:
a) Estator e Rotor: Descreva a função de cada um desses componentes e como eles interagem
para transformar energia elétrica em movimento.
b) Placa de Identificação: Analise a importância da placa de identificação do motor, explicando
como as informações nela contidas, como a potência, tensão, corrente, e fator de serviço, são
essenciais para a operação segura e eficiente do motor e demais informações pertinentes
apresentadas na placa de identificação de um motor elétrico