Baixe Válvulas Solenoide: Essenciais na Engenharia Civil e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity! FACULDADE ANHANGUERA EDUCACIONAL Campus Osasco Engenharia Civil – Semipresencial Cálculo III, Equações Diferenciais e Séries e Física III. Aldrei Jose Cucoloto – RA: 9515352314 Cesar Henrique Bognar Serrano – RA: 8978192914 Henrique dos Santos – RA: 8521933613 Rodrigo Pompeo – RA: 1299222631 Tiene Shiki – RA: 9367304948 Aplicação de uma válvula solenoide a partir de um circuito elétrico utilizado para converter energia elétrica em mecânica nas diversas áreas da engenharia. Tutor: Genildo Silva de Souza Osasco, 13/10/2015 1 Introdução Definição Solenoide refere-se a qualquer dispositivo que converta energia elétrica em mecânica utilizando um dispositivo elétrico. Esse dispositivo cria um campo magnético a partir de uma corrente elétrica e usa esse campo para criar um movimento linear. As aplicações mais comuns são para acionar um interruptor, a ignição de um automóvel, ou uma válvula no sistema de sprinklers. Funcionamento Figura 01 – Funcionamento de uma solenoide Fonte: INFOESCOLA (2015). A válvula solenóide possui uma bobina que é formada por um fio enrolado através de um cilindro. Quando uma corrente elétrica passa por este fio, ela gera uma força no centro da bobina solenoide, fazendo com que o êmbolo da válvula seja acionado, criando assim o sistema de abertura e fechamento. Outra parte que compões a válvula é o corpo. Este, por sua vez, possui um dispositivo que permite a passagem de um fluído ou não, quando sua haste é acionada pela força da bobina. Esta força é que faz o pino ser puxado para o centro da bobina, permitindo a passagem do fluído. 2 A Lei de Ohm diz que a queda de tensão em um resistor é RI e a queda de tensão no indutor (L) é representada pela expressão L. Através de uma das leis de Kirchhoff, sabemos que a soma das quedas de tensão em um circuito elétrico é igual à tensão elétrica (V) fornecida. Então, podemos escrever: L + R= V Essa expressão representa uma equação diferencial de primeira ordem, modelando a corrente elétrica () no instante (t). Passo 2 Cálculo da Equação diferencial No circuito apresentado, a soma do potencial elétrico do indutor e a resistência, será nulo: + = 0 ; = L + R= 0 No instante t = 0: Portanto: Substituindo: V = L = R (Eq. 01) A fórmula geral dos cirucuitos RL (resistor-indutor) é: No tempo zero, a corrente no indutor não sofre variações bruscas, pois o circuito estava parado, então ; já no tempo infinito, o indutor comporta como um curto circuito, então a corrente que passa nele será . Sabemos que , teremos: (Eq. 02) 5 Sabendo que a resistência é de 24Ω, a indutância é 8H, e a tensão é de 120V constante, temos: Eq. 01: V = R 120 = (24 120 = (24 , t=0 Eq. 02: Passo 3 Calculando a corrente elétrica e o limite da corrente elétrica no circuito Conhecendo a equação diferencial geral para o circuito elétrico, encontramos o valor da corrente elétrica a partir de 0,2s até 10s, conforme a tabela abaixo: || t (s) 2,2560 0,2 3,4940 0,4 4,1735 0,6 4,5465 0,8 4,7510 1,0 4,9875 2,0 4,9995 3,0 5 4,0 5 5,0 5 6,0 5 8,0 5 10,0 A partir da tabela construída, temos o seguinte gráfico: 6 Passo 4 Apresentação dos resultados: Os solenoides são utilizados numa grande quantidade de aplicações na indústria, em eletrodomésticos de todos os tipos, em eletrônica embarcada (automotiva, aeronáutica e náutica) além de muitos outros campos em que a eletrônica esteja presente, é um dos mais importantes de todos os dispositivos eletromecânicos conhecidos atualmente, com uma infinidade de aplicações práticas o que leva o profissional à necessidade de conhecê-los. O que vimos é apenas uma introdução a estes dispositivos, que cada dia mais, tornam presentes em dispositivos que unem a mecânica e a eletrônica, ou seja, os dispositivos mecatrônicos. Com a equação 01 conseguimos verificar em números o limite que a corrente no indutor pode atingir. E na equação 02, a variação da corrente em relação ao tempo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3890-mec095 http://www.jefferson.ind.br/produto/valvula-solenoide.html http://sabereletrico.blogspot.com.br/2010/07/grandezas-fundamentais- do-circuito.html http://www.feiradeciencias.com.br/siu.asp http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/3890-mec095 https://www.youtube.com/watch?v=pA26S-ZuElU https://www.youtube.com/watch?v=UsBMZg9sXfg 7
