Trabalho Trem Bala

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          FACULDADE PITÁGORAS DE BETIM

EXEPERIMENTO CIENTÍFICO

Trem de Alta velocidade

por

Betim, 17 de Novembro de 2016.

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          FACULDADE PITÁGORAS DE BETIM

EXEPERIMENTO CIENTÍFICO

Trem de Alta velocidade

Trabalho apresentado à disciplina de Física Geral e Experimental: Energia do curso de Engenharia de Controle e Automação, desenvolvido sob a orientação do Prof.° Roberto Campos Frossard.

 Betim, 17 de Novembro de 2016.[pic 3]

Sumário

I.        Introdução        3

II.        Conceito        4

II.3        Materiais        10

II.4        Métodos Utilizados        12

II.5        Resultados        12

III.        Conclusão        12

IV.        Referências Bibliográficas        13

1. Introdução

Neste trabalho abordaremos os conhecimentos adquiridos pelo grupo na confecção do protótipo de um veiculo magnético sustentável.

A opção do grupo pelo tema se deu pela recente empreitada do Brasil nesse ramo de mobilidade urbana sustentável com o projeto do Maglev COBRA  um trem de levitação desenvolvido na UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) pela Coppe (Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia) e pela Escola Politécnica através do LASUP (Laboratório de Aplicações de Supercondutores). O trem brasileiro, assim como o Maglev alemão, flutua sobre os trilhos, tendo atrito apenas com o ar durante seu deslocamento. O Maglev Cobra se baseia em levitação, movendo-se sem atrito com o solo através de um motor linear de primário curto. O custo de implantação do Maglev Cobra é significativamente menor do que o do metrô, chegando a custar apenas um terço deste. Sua velocidade normal de operação ocorrerá dentro de uma faixa de 70 a 100km/h, compatível à do metrô e ideal para o transporte público urbano.

A partir disso procurou-se abordar os diversos conceitos de física envolvidos nesse novo método de transporte urbano e procurar informar as pessoas sobre essa nova tecnologia.

1. Conceito

Dentre os diversos conceitos da física que abrangem o desenvolvimento de um veiculo magnético sustentável será abordado mais a fundo os seguintes tópicos:

• Magnetismo

Magnetismo é o fenômeno de atração ou repulsão observado entre determinados corpos, chamados ímãs, entre ímãs e certas substâncias magnéticas (como ferro, cobalto ou níquel) e também entre ímãs e condutores que estejam conduzindo correntes elétricas.

• Campo magnético

É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro.

Compare campo magnético com campo gravitacional ou campo elétrico e verá que todos estes têm as características equivalentes.

• Campo Elétrico:

O campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por um sistemas delas. Cargas elétricas num campo elétrico estão sujeitas e provocam forças elétricas

• Campo Eletromagnético

O campo eletromagnético é um fenômeno que envolve o campo elétrico e o campo magnético variando no tempo. As equações de Maxwell constituem basicamente a teoria dos fenômenos eletromagnéticos. No entanto, é importante ressaltar que a Lei de Faraday da indução, é um dos importantes princípios do fenômeno.

• Levitação

A palavra levitação tem origem no latim levis, que significa leveza, e é o processo com o qual se consegue suspender um objeto numa posição estável contrariando, assim as forças de gravidade, mediante o uso de forças exercidas sem contato com o objeto. Manter um corpo suspenso no ar, sem qualquer apoio aparente, como que desafiando a lei da gravidade, é reconhecido como fenômeno de levitação.

A levitação estável de alguns materiais comuns se baseia em uma propriedade que todos os materiais possuem, chamada de diamagnetismo. Ao tentar aproximar os pólos iguais de dois imãs, estes se repelem, o pólo positivo do campo externo repele os pólos positivos de cada átomo magnetizado do material, quando os campos são contrários, essa força de repulsão gerada faz com que o material possa levitar quando a mesma for maior que o peso do material.

 

Existem três tipos básicos de levitação magnética:

Levitação eletrodinâmica ou por repulsão magnética

O método consiste na utilização de bobinas com uma baixíssima resistência elétrica, chamadas de bobinas supercondutoras para a geração de um campo magnético, o qual provoca o surgimento de uma corrente elétrica induzida em um condutor, devido à movimentação do campo nas proximidades do mesmo. Estas correntes, conforme as leis de Faraday e Lenz, geram outro campo magnético que se opõe ao campo criado pela bobina. A interação entre ambos os campos gerará uma força de repulsão capaz de suspender o objeto.

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Levitação eletromagnética ou por atração magnética

A levitação eletromagnética ou EML (Eletromagnetic levitation) é aquela em que um corpo ferromagnético é mantido suspenso pela força atrativa de um eletroimã.

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Levitação supercondutora

Este método utiliza materiais magnéticos e pastilhas supercondutoras que operam a altas temperaturas, que se tornam supercondutoras a temperaturas muito mais elevadas que os supercondutores convencionais.

Para entender – Supercondutividade é a característica de certos materiais que, quando submetidos a temperaturas extremamente baixas, conduzem corrente elétrica sem resistência, ou seja, sem perdas. Falamos em temperaturas abaixo de –100ºC, o que se obtém apenas com a criogenia – resfriamento com gases liquefeitos (hélio ou nitrogênio). A temperatura abaixo da qual o material se torna supercondutor é chamada de temperatura crítica (Tc). Além disso, esses materiais, abaixo de uma Tc, funcionam como diamagnetos, ou seja, são repelidos pelos ímãs. Esta propriedade, a princípio, pode ser usada para levitação magnética.