Phase
Angle:
The difference in phase between two sinusoidally varying quantities.
Capacitive
Reactance:
A property of a circuit containing capacitance that together with any
resistance makes up its impedance.
Inductive
Reactance:
A property of a circuit containing inductance that together with any
resistance makes up its impedance.
EC16 - Mostrador -
Plano Complexo de Impedância ("eddy scope")
traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/Physics/impedanceplane.php
Impedância Elétrica (Z),
é a oposição total que um circuito apresenta a uma corrente alternada.
A impedância, medida em ohms, pode incluir resistência (R), reação indutiva (XL)e reatância capacitiva (XC). Os circuitos dos aparelhos de correntes parasitas geralmente apresentam apenas componentes R e XL . Como
discutido na página sobre impedância, os componentes de resistência e
de reatância indutiva não estão em fase, por isso a adição vetorial
deve ser usada para calcular a impedância. Para um circuito do aparelho
de
correntes parasitas com componentes de resistência e de reatância
indutiva, a
impedância total é calculada usando a equação a seguir.
Você
se lembra que isso pode ser exibido graficamente usando o gráfico do
plano de impedâncias, como visto na figura acima. O vetor impedância também tem um
ângulo associado, chamado ângulo de fase, que pode ser calculado pela seguinte equação.
O
gráfico do plano de impedância é uma maneira muito útil de exibir
os resultado do ensaio de correntes parasitas. Como mostrado na figura
abaixo, as grandezas influentes no ensaio de correntes parasitas
(condutividade elétrica, permeabilidade magnética, grandezas
dimensionais da peça, e acoplamento eletromagnético sonda-peça)
fazem com que o sinal de corrente parasita no plano de impedância reaja
(se desloque) de várias maneiras diferentes.
Se
o sistema de corrente parasita for balanceado (com a sonda) no ar e depois a sonda colocada (acoplada) em
uma peça de alumínio, o componente resistivo do sinal aumentará (porque correntes
parasitas estão sendo geradas no alumínio e isso tira energia da bobina,
que é mostrada como o aumento da resistência) e a reatância indutiva da bobina diminui (o
campo magnético criado pelas correntes parasitas se opõe ao campo magnético
da bobina e o efeito líquido é um campo magnético mais fraco para
produzir indutância). Se uma trinca estiver presente no material,
menos correntes parasitas serão capazes de circular e a resistência
voltará a diminuir e a reatância indutiva voltará a subir. Mudanças na
condutividade do material ensaiado farão com que o sinal do ensaio seja
diferente do sinal de acoplamento a peça de alumínio, anteriormente explicado.
Quando
uma sonda é acoplada a um material magnético como o aço, algo
diferente acontece. Assim como com o alumínio (condutor, mas não
magnético), as correntes parasitas se formam, tirando energia da bobina, que aparece como um aumento da resistência das bobina. E,
assim como com o alumínio, as correntes parasitas geram seu próprio campo
magnético que se opõe ao campo magnético da bobina. No entanto, você
notará no gráfico que a reação aumenta. Isso ocorre porque a
permeabilidade magnética do aço concentra o campo magnético da bobina.
Esse aumento na força do campo magnético ofusca completamente o campo
magnético das correntes parasitas. A presença de uma trinca ou uma
mudança na condutividade produzirá uma mudança no sinal de corrente
parasita semelhante ao visto com alumínio.
No
aplicativo abaixo, as curvas de liftoff podem ser geradas (na tela do aparelho) para diversos
materiais não magnéticos com diferentes condutividades elétricas. Com a
sonda afastada da superfície metálica, zerar o sistema (balancear) e limpar a tela (gráfico). Em
seguida, mova lentamente a sonda para se acoplar a superfície do material. Levante
a sonda de volta, selecione um material diferente e contate a sonda de volta à
superfície da outra amostra.
Clique aqui para executar um aplicativo JavaScript sobre efeitos da condutividade e do liftoff no plano de impedâncias.
Experiência
Gerar
uma família de curvas de liftoff para os diferentes materiais
disponíveis no aplicativo usando uma freqüência de 10kHz. Observe a posição
relativa de cada uma das curvas. Repita a mesma experiência para as freqüências de 500kHz e 2MHz. (Nota: pode
ser útil capturar uma imagem do conjunto completo de curvas para cada
freqüência para comparação)
1) Qual freqüência seria melhor se você precisasse distinguir entre dois materiais de alta condutividade?
2) Qual freqüência seria melhor se você precisasse distinguir entre dois materiais de baixa condutividade?
O
mesmo exercício pode ser feito empregando o aplicativo de cálculo de
propriedades no plano de impedâncias (PLANIMP), em função das variáveis
de ensaio, de autoria de ROCarneval. As figura abaixo foram obtidas com
esse aplicativo e as curvas de liftoff realçadas e legendadas, alé
disso foram anotadas as condutividades e as freqüências usadas e
traçada a curva de condutividade. Abaixo se apresenta os gráficos dessa
experiência.
3)
Qual o inconveniente que pode surgir no ensaio quando usando a
freqüência melhor se você precisasse distinguir entre dois materiais de
alta condutividade?
O cálculo da impedância para o aplicativo Java foi baseado nos códigos de Jack Blitz do livro "Electrical and Magnetic
Methods of Nondestructive Testing," segunda edição., editora Chapman and Hill.
https://rocarneval.neocities.org/EC_16-PlanImp.html
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