cápsulas piezoelétricas e magnetostricção
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Cápsulas Piezoelétricas e MagnetostriçãoJÉSSICA DÖHLER
NATÃ FRANCO
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Efeito piezoelétrico
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Magnetostrição
A magnetostricção é a propriedade dos materiais ferromagnéticos de se deformarem pela presença de um campo magnético externo.
Os materiais magnetostrictivos experimentam também o efeito inverso, ou seja, ante uma deformação do material, se induz um campo magnético, o que é conhecido como efeito Villari
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Comportamento dos domínios magnéticos
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Transdutores
Transdutores ativos
São aqueles que dispõem de uma alimentação de energia. Neles, a maior parte da energia de saída é provida pela alimentação.
Transdutores passivos
São aqueles cuja energia de saída é proveniente unicamente (ou quase unicamente) da energia de entrada.
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História da Piezoeletricidade
Descoberto pelos irmãos Pierre e Jacques Currie na França, em 1880.
Os irmãos Curie, no entanto, não preveram o efeito piezoelétrico inverso.
Gabriel Lippmann em 1881descobriu o efeito inverso matematicamente deduzido de princípios fundamentais da termodinâmica.
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Historia da Magnetostrição
Descoberto por James Joule em 1842, quando ele observou que, na presença de um campo magnético na direção do eixo de uma barra de ferro, esta experimentava um incremento em seu comprimento.
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Classificação
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Ligas comerciais Piezoelétricas
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Monocristais de Quartzo
Os monos cristais de quartzo são insubstituíveis em aplicações que exigem altos fatores de qualidade.
Estes cristais são encontrados na natureza e lapidados de acordo como as constantes piezoelétricas desejadas.
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Titanato de Chumbo (PT)
Apresenta uma particularidade muito útil na construção de acelerômetros e dispositivos hidrostáticos.
Apresentam valores mínimos, em outras palavras, não ocorre a conversão de energia cruzada entre eixos neste material, permitindo, por exemplo, a construção de acelerômetros perfeitamente unidirecionais.
Conhecido comercialmente como: PT.
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Ligas comerciais Magnetóstricas
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Nitinol
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Capsulas piezoeletricas
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Simplificação do funcionamento de um transdutor de pressão piezoeletrico
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Características dos sensores de pressão piezoelétricos
Pelo fato de se utilizar o efeito piezoelétrico de semicondutores, reduz se o tamanho e peso do transdutor, sem perda de exatidão.
Não necessita de fonte de alimentação externa (sensor auto-gerador) para o transdutor, apenas é necessária alimentação externa para o circuito condicionador de sinais.
Existem modelos onde não existe circuito condicionador junto ao transdutor, o que permite a sua utilização em temperaturas mais altas.
O quartzo cultivado é o mais empregado por apresentar características ideais de elasticidade e linearidade
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Tecnologia SAW
SAW – Surface Acoustic Wave.
Dispositivos SAW são componentes microacústicos constituídos por um substrato piezoelétrico. Na superfície plana e polida desse substrato são depositadas pequenas estruturas metálicas.
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Aplicações do Efeito Piezoeltrico
Testa o comportamento e monitora a sanidade de unidades acústicas, hidráulicas, pneumáticas, estruturas de fluidos e processos associados.
São envolvidos nos testes, modificação e controle do comportamento de máquinas, instrumentos, carros, aviões, navios, motores de foguetes, locomotivas, caldeiras, geradores, munições, armas de fogo, bombas(granada), explosivos, injetoras de aquecimento, acionadores, máquinas pneumáticas, compressores, medidores de fluxo e impressora jato de tinta.
Produção ou detecção de som (sonar)
Ultrasonografia médica
Microfones
Controles remotos para aparelhos eletrônicos
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Aplicações da Magnetostrição
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Novidades no Mercado
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Um nano sensor de pressão
Pode-se medir forças entre duas moléculas.
Demonstrado por uma equipe da Georgia Institute of Technology (EUA).
Nanofios de óxido de zinco são extremamente sensíveis a pequenas forças, na faixa de nano a piconewtons.
Pode ser usado para fazer pequenos sensores de pressão que podem ser implantados no corpo ou em aviões e ônibus espaciais.
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Blocos de Nanotubos de Carbono
Blocos de nanotubos de carbono podem ser usados para criar sensores de pressão eficientes.
Devido à relação linear entre carga e tensão, ele pode ser um excelente sensor de pressão.
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Silicone no corpo pode produzir eletricidade
Implantar esse gerador próximo dos pulmões para alimentar um marca-passo. O simples movimento da caixa torácica quando da respiração poderá, então, ser suficiente para gerar a corrente elétrica necessária.
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Boate Surya em Londres
Pizoeletricidade é responsável pelo abastecimento de 60% da energia da ‘casa’.
Único passo de adulto de 60 kg no ‘chão gerador’ produz em média 0,1 watt.
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1ª pista de dança sustentável da America Latina
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Limitações dos materiais piezoelétricos
Envelhecimento natural
Instabilidade das propriedades em função de variações de temperatura.
Limites de excitação elétricos e mecânicos.
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Limitações dos materiais
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Conclusão