quinta-feira, 8 de dezembro de 2011

Fotos do protótipo pronto

                                                Vista superior do protótipo            

Detalhe da bobina e de onde a peça foi cerrada

Vista de perfil

Lã de rocha reveste o vasilhame de alumínio

Detalhe do vasilhame de alumínio

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 13


1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Conversa com o Itamar, técnico em mecânica que está auxiliando no projeto, sobre a mudança na configuração do protótipo, redação do relatório técnico e elaboração do power point.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Mudança na configuração do protótipo, redação do relatório técnico e elaboração do power point.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Redação do relatório técnico e elaboração do power point.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Mudança na configuração do protótipo de forma a haver fluxo magnético no vasilhame de alumínio.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Lã de rocha e pasta térmica

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Pesquisa sobre indução eletromagnética, condução, Lei de Faraday.

7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Orientador Anderson Higino e Itamar (profissional do CEFET-MG).


8. IDÉIAS A EXPLORAR
Colocar o protótipo na vertical para haver variação do campo magnético

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Não haverá.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Não haverá.


11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
O grupo encontra-se dentro do que foi previsto.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto encontra-se concluído.

quarta-feira, 30 de novembro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 12


1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Organizar a apresentação em power-point do projeto e escrever o relatório técnico de conclusão do projeto.


2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
O professor orientador emprestou uma peça ao grupo, uma espécie de motor de indução, que foi estudado e modificado com o intuito de se adequar ao funcionamento de um fogão eletroindutivo.
Conversa com o profissional Itamar do CEFET-MG, que deu dicas e sugestões ao projeto, além de fabricar o recipiente de alumínio necessário ao funcionamento do protótipo.
Conclusão do protótipo.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Apresentação pública do projeto.


4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Fabricação do recipiente de alumínio e adaptação do motor de indução para o funcionamento do fogão de indução eletromagnética.


5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Peça de alumínio.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Pesquisas sobre campo magnético, efeito Joule e potencia dissipada para aquecimento, condução e convecção para fins de melhoramento do blog.

7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Orientador Anderson Higino e Itamar (profissional do CEFET-MG).


8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como ocorre o aquecimento da água realmente?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Apresentação pública do projeto.


10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Não haverá.


11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
O grupo encontra-se dentro do que foi previsto.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto encontra-se concluído.

Condução térmica, Convecção térmica e Aquecimento no fogão de indução eletromagnética

Apesar de o nome do Projeto remeter a um aquecimento provocado por indução eletromagnética, o que ocorre, na verdade, é um aquecimento por condução térmica do recipiente que contém o líquido e esse, por sua vez, aquece devido a correntes de convecção. Embora esse calor seja gerado pela dissipação de correntes induzidas no material ferromagnético (aço) que reveste o vasilhame de alumínio, onde está contida a água, e essas correntes sim são geradas pelo fluxo de campo magnético, o aquecimento da água conta com princípios do condução e da convecção térmicas para ocorrer efetivamente.
Para entender melhor o processo, é necessário maiores explicações sobre condução térmica, convecção e indução eletromagnética.
A indução eletromagnética é o fenômeno pelo qual aparece corrente elétrica num condutor, quando ele é colocado num campo magnético e o fluxo que o atravessa varia. No caso do fogão de indução, a bobina primária, excitada com corrente alternada é a responsável pela geração do campo magnético alternado. A peça de aço que sustenta o vasilhame de alumínio sofre alterações desse campo magnético variável, fazendo com que surjam correntes  induzidas nesse material. Chamam-se corrente de Foucalt a correntes elétricas induzidas circulares que aparecem por indução em blocos metálicos.
                             Representação da bobina primária e do núcleo de ferrite

Quando uma corrente elétrica passa por um condutor, o condutor se aquece, a peça de aço é um condutor, portanto ela se aquece. Esse fenômeno é chamado efeito Joule. A quantidade de calor libertada pela passagem da corrente elétrica pode ser calculada pela aplicação do 1º princípio da Termodinâmica, também chamado princípio da equivalência. Seu enunciado é: “quando há transformação da quantidade de energia W na quantidade de calor Q, ou vice-versa, o quociente de W por Q é constante, quaisquer que sejam W e Q ”. Significa que:




Quando a corrente de intensidade I circula por um condutor de resistência R durante o tempo t, a energia necessária para que essa corrente circule vale:
                                                                   W= RI²t = VIt

A condução térmica é a propagação de calor no interior de um corpo sólido, aquecido irregularmente ou entre corpos sólidos distintos em contato direto.
 As correntes induzidas pelo campo magnético variável gerado pela bobina excitada por meio da corrente alternada (de rede) promovem um aquecimento na peça de aço. O recipiente de alumínio está em contato direto com a peça e, por isso, o calor gerado nela consegue aquecer o alumínio. Note que a condução térmica precisa de um meio material para ocorrer. A peça de aço é essencial nesse caso, pois é um material ferromagnético, onde a indução ocorre, e garante o aquecimento, uma vez que é difícil manusear e vazar peças se ferro, e, então, a indução seria prejudicada. O aço vai sofrer as influencias do campo magnético alternado, o que gerará correntes induzidas e a dissipação delas, o aquecimento. Por condução, o calor passará para o vasilhame de alumínio, um ótimo condutor térmico.

Aquecido o recipiente de alumínio, as camadas do fluido em contato com o recipiente recebem quantidades de calor e ficam mais aquecidas. As moléculas que compõem o fluido passam a se mover com maior intensidade, ocupando maior volume e tornando, assim, aquela massa de fluido menos densa. Dentro do líquido surgem as correntes de convecção, responsáveis pelo aquecimento homogêneo do fluido.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Efeito Joule.
 http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/termo/intro/
Acessado em 30/11/11, as 14 horas

Eletrodinâmica- Calor e Eletricidade.
http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/termo/
Acessado em 30/11/11, as 14 horas

Convecção.
http://pt.wikipedia.org/wiki/Convec%C3%A7%C3%A3o#Transmiss.C3.A3o_de_calor
Acesado em 30/11/11, as 14 horas

Condução Térmica
http://www.infoescola.com/termodinamica/conducao-termica/
Acessado em 30/11/11, as 13 horas



Explicação do funcionamento do protótipo

Em vista de alguns empecilhos, como aumentar de forma exacerbada a frequência da corrente a ser usada para excitar a bobina e produzir o campo magnético, o grupo se reuniu e, por meio de pesquisas, resolveu mudar a estrutura e adaptar o princípio de funcionamento do fogão de aquecimento indutivo.
O grupo acatou sugestões do professor-orientador para melhorar o trabalho e contornar essas dificuldades.
A foto abaixo ilustra o circuito do protótipo.

O funcionamento do fogão de indução eletromagnética se assemelha ao funcionamento de um transformador de tensão. O transformador é um dispositivo de corrente alternada, constituído por uma peça de ferrite, denominada de núcleo do transformador, ao redor do qual são enroladas duas bobinas. Em uma dessas bobinas é aplicada a tensão que se deseja transformar, ou seja, aumentar ou diminuir. Essa bobina é chamada de bobina primária (enrolamento de fios de cobre). Depois de transformada, a tensão é estabelecida nos terminais da outra bobina, que é denominada bobina secundária.Um transformador funciona do seguinte modo: ao aplicar uma tensão alternada no enrolamento primário surgirá uma corrente, também alternada, que percorrerá todo o enrolamento. Através dessa corrente estabelece-se um campo magnético na peça de aço que reveste o vasilhame de alumínio, onde ficará a água. O campo, por sua vez, é variável e, consequentemente, surge um fluxo magnético que é induzido na bobina secundária. Esse fluxo magnético induz correntes na outra bobina.Esse evento é justificado pela Lei de Faraday, ou lei da indução eletromagnética, é uma lei da física que quantifica a indução eletromagnética, que é o efeito da produção de corrente elétrica em um circuito colocado sob efeito de um campo magnético variável ou por um circuito em movimento em um campo magnético constante.

No caso do fogão, à bobina primária é aplicada uma tensão de 127 V, gerando um campo magnético alternado no núcleo de ferrite. A bobina secundária é constituída por uma peça de aço que reveste um vasilhame de alumínio, material não ferromagnético, mas a seguir será explicado o porquê. Esse campo induzirá correntes no material de aço e a passagem de corrente pelo material dissipará potência elétrica, provocando o efeito de aquecimento nessa peça, ou seja, ocorre o efeito Joule. Para melhor explicar, quando uma corrente elétrica atravessa um material condutor, há produção de calor. Essa produção de calor é devida ao trabalho realizado para transportar as cargas através do material em determinado tempo. Como todo material oferece certa resistência à passagem de corrente, haverá dissipação de energia e aquecimento.
A resistividade do aço é 0,070 ohm.

Por condução, o calor será levado ao recipiente de alumínio, que contém água no seu interior, provocando o aquecimento do líquido. O uso do alumínio se justifica pois ele é um excelente condutor térmico, assim otimiza o aquecimento do líquido em seu interior. A resistividade do alumínio é 0,029 ohm, ou seja, ele é um melhor condutor térmico do que o aço ou ferro, o que otimiza o aquecimento da água e justifica seu uso em detrimento de um material ferromagnético.



REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Tabela de Resistividade de Materiais.
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/almanaque/203-tabela-de-resistividades-de-materiais-.html. Acessado em 30/11/11, as 11 horas

Lei de Faraday.
 http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Faraday-Neumann-Lenz.
Acessado em 30/11/11, as 11:30 horas

Lei de Joule.
 http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Joule.
Acessado em 30/11/11, as 12 horas

quarta-feira, 23 de novembro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 11

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Montagem do circuito e da estrutura do protótipo.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Pesquisa e busca pelos materiais bobina e núcleo em U.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Núcleo em U.
Bobina.
Anel de alumínio.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Dimensionamento das estruturas.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Fios de cobre esmaltados e estrutura do protótipo(núcleo em U) e anel de alumínio.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Pesquisa sobre a suscetibilidade do material alumínio sofrer aquecimento por efeito Joule. Outro possíveis materiais que possam compor o anel de forma a produzir resultados esperados.

7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Orientador Anderson Higino .

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Dimensionamento das peças e cálculos de corrente, campo magnético e resistor( se necessário).

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Construção do projeto e elaboração da apresentação do mesmo.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Apresentação do projeto.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
De acordo com o cronograma do grupo, a montagem do protótipo já era pra ter sido iniciada. O grupo encontra-se um pouco atrasado.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
Após definição da nova estrutura do fogão, o grupo resolveu alguns impasses que impediam o andamento do projeto, e agora sim, o projetos se encaminha normalmente.

quarta-feira, 16 de novembro de 2011

ARTIGO PARA ENTENDER A MUDANÇA NA CONFIGURAÇÃO DO PROJETO

Sempre que um campo magnético que atravessa uma espira varia, aparece nesse circuito uma corrente elétrica. Esse fenômeno é chamado de indução eletromagnética.
O Fogão de Indução é um transformador, com 250 espiras na bobina primária e apenas uma espira na bobina secundária. Esta espira na bobina secundária é na verdade um anel metálico de alumínio com espaço onde é possível armazenar água. A redução de 1/250 na tensão de entrada, de 220 volts para pouco mais de 0,8 volts faz com que, em compensação, a corrente no anel seja muito alta, permitindo que uma grande potência elétrica seja dissipada no anel. Essa potência é dissipada em forma de calor (efeito Joule), esquentando o anel e fazendo a água armazenada nele ferver em poucos segundos.
O Fogão de Indução pode ser utilizado em indústrias metalúrgicas, possibilitando a fusão de metais, produção de ligas metálicas, etc.

Como fazer:
Enrole um fio de cobre, dando 250 voltas em torno do núcleo de modo a fazer uma bobina, como pode ser observado na foto. O fio de cobre não pode ser muito fino. Conecte os terminais da bobina em um fio e coloque um interruptor, para pode ligar e desligar sem precisar retirar da tomada. Este interruptor deve estar ligado a um plug macho, que deve ser ligado em 220 volts.
Do outro lado da montagem deve ficar o anel. O anel é feito de alumínio e tem um raio externo de 8 cm, e um raio interno de 5,5 cm. Sua altura é de 1,5 cm, enquanto sua profundidade interna é de pouco mais de 1 cm.
A disposição da bobina e do anel deve ser a mesma que está ilustrada na foto.
Forno de Indução

FONTE: http://www.fis.unb.br/exper/prolego/eletro/fornoind.htm, acessado em 12/11/11, as 14:53 horas.

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 10

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Montagem do circuito e da estrutura do protótipo.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Em vista do impasse de aumento exacerbado da corrente elétrica necessária ao funcionamento do fogão, o grupo estudou  uma nova configuração para o fogão de aquecimento, que não mudará os princípios de funcionamento, mas consistirá em uma nova estrutura para o protótipo.
Compra de materiais que irão compor o protótipo, como: interruptor, plugue macho e fios.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Providenciar os fios de cobre esmaltados.
Encontrar uma tomada de 220 V ou algum artigo que aumente essa tensão.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Encontrar os fios de cobre esmaltados que constituirão a bobina de 250 espiras.
Estudo de uma nova configuração para o fogão, levando em consideração que o grupo não conseguirá mudar e elevar tanto a frequência da corrente elétrica da rede.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Fios de cobre esmaltados  e estrutura do protótipo, que será de madeira.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Novos estudos foram feitos devido à dificuldade em aumentar a frequência da rede. (Um artigo foi disponibilizado para se fazer entender a mudança de configuração).

7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Orientador Anderson Higino e marceneiro a ser indicado.

8. IDÉIAS A EXPLORAR
A estrutura do protótipo será mesmo de madeira?
Como será feita a montagem do circuito?
Como será feito o aumento de tensão?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Montagem do protótipo, levando em consideração a total aquisição dos componentes do circuito e fabricação da estrutura.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
De acordo com o cronograma do grupo, a montagem do circuito já era pra ter sido iniciada. O grupo encontra-se um pouco atrasado.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
Após definição da nova estrutura do fogão, o grupo resolveu alguns impasses que impediam o andamento do projeto, e agora sim, o projetos se encaminha normalmente.

quarta-feira, 9 de novembro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 9

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Montagem do circuito RL.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Construção da estrutura do protótipo. 

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Providenciar materiais que irão compor o circuito: bonina e resistor.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Montagem do circuito.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Bobina e resistor.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente.
Aumento de frequência da corrente.

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro eletricista Renato Oliveira, Professor Orientador Anderson Higino.

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina? 
Que resistor usar?
Como aumentar a frequência da corrente?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Adquirir equipamentos do circuito e iniciar sua montagem.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
De acordo com o cronograma do grupo, a montagem do circuito já era pra ter sido iniciada. O grupo encontra-se um pouco atrasado.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O grupo encontra-se uma semana atrasado.

quarta-feira, 26 de outubro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 8

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Se informar melhor sobre os materiais a serem utilizados na montagem do protótipo e adquiri-los.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
O engenheiro eletricista passou informações ao grupo sobre a bobina e a frequência da corrente a serem usados.


3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Comprar bobina e estudar a melhor forma de aumentar a frequência da corrente elétrica

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Não foi possível iniciar a montagem do circuito elétrico, visto a falta da bobina e de informações sobre corrente, bitola de fio.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Bobina, resistor e elevador de frequência da corrente.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente.
Aumento de frequência da corrente.

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico Renato Oliveira, Professor Orientador Anderson Higino e Professor de Instalações Elétrica e Prediais Edgard Saravia

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina?
Que resistor usar?
Como aumentar a frequência da corrente?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Buscar respostas dos profissionais procurados e compra do restante do material

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Por enquanto, o grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto está bem encaminhado.

domingo, 23 de outubro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 7

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Se informar melhor sobre os materiais a serem utilizados na montagem do protótipo e adquiri-los.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
O professor de Instalações Elétrica Prediais foi procurado a fim de aconselhar na compra dos materiais a serem utilizados no projeto, como bobina (bitola do fio) e resistor a ser colocado.
E-mail enviado ao engenheiro eletricista a fim de aconselhar na montagem do protótipo.
Compra da panela de ferro.
Os materiais estruturais do protótipo foram adquiridos.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Concluir o recolhimento do material a ser utilizado na construção do protótipo.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Os profissionais procurados ainda não enviaram respostas concretas que auxiliem o grupo. Assim, não foi possível adquirir algumas peças fundamentais à montagem do protótipo.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Bobina e resistor

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente.

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico Renato Oliveira, Professor Orientador Anderson Higino e Professor de Instalações Elétrica e Prediais Edgard Saravia

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina? 
Que resistor usar?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Buscar respostas dos profissionais procurados e compra do restante do material

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Por enquanto, o grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto está bem encaminhado.

sábado, 22 de outubro de 2011

ARTIGO EXPLICATIVO SOBRE A TECNOLOGIA DO FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO

Como funciona o Fogão ou Panela de Indução (ART035)
Um produto bastante comum no oriente e que já aparece com certa frequência nas nossas lojas é a panela ou fogão de indução. Neles, a corrente que aquece a panela circula diretamente por seu metal, produzindo um aquecimento uniforme que, segundo os orientais, é inigualável para produzir o tradicional arroz que eles consomem. Veja neste artigo como funciona este eletro-eletrônico da linha branca.
Existem diversas tecnologias modernas para o cozimento de alimentos, como as que fazem uso de microondas, que encontramos nos fornos que se popularizaram em nossos lares. No entanto, uma tecnologia bastante popular no oriente e que só agora começa a aparecerem alguns lares é a que faz uso do aquecimento indutivo, encontrada nos fogões ou panelas de indução. Neste artigo vamos tratar desta tecnologia mostrando como funcionam estes fogareiros ou panelas dando idéias que podem resultar num interessante produto para ser colocado no mercado.

Como Funciona
Quando um campo magnético produzido por uma corrente alternada atua sobre um material ferroso, conforme mostra a figura 1, são induzidas correntes em domínios fechados cuja intensidade depende da intensidade do campo.
Figura 1 - Correntes de turbilhão num material ferroso.



Estas correntes de turbilhão (Eddy) encontrando a resistência do material em que circulam produzem calor. Nos transformadores, estas correntes causariam perdas e aquecimento, devendo ser reduzidas, daí o uso de chapas laminadas ou ainda de materiais em pó, (ferrites) para que os domínios das correntes sejam reduzidos e assim o efeito não tenha intensidade capaz de afetar o desempenho do dispositivo. No entanto, estas correntes podem ser utilizadas na prática para aquecer um material ferroso, por exemplo, uma panela de ferro. Veja que panelas de outros materiais como o cobre ou o alumínio não funcionam neste caso. Assim, basta colocar esta panela sobre bobinas que gerem um campo alternado intenso para que as correntes induzidas aqueçam diretamente seu material, cozinhando o alimento no seu interior, conforme mostra a figura




Figura 2 - O princípio de funcionamento da panela ou fogão de indução.

Na verdade, o conceito de forno, fogão ou panela de indução é bastante antigo, tendo sido proposto em 1900. Mas foi somente em 1970 que sua primeira utilização prática na cozinha começou a partir da Westinghouse. O primeiro produto doméstico operava em 25 kHz e utiliza transistores de potência, do tipo encontrado em sistemas de ignição de automóveis. A partir de então foram lançados diversos produtos e ele se popularizou principalmente pelo consumo no Japão, Tailândia e outros países em que o consumo do arroz como alimento é elevado.
As grandes vantagens deste tipo de fogão ou panela está no uso limpo da energia, já que não são lançados poluentes na atmosfera como ocorre no caso do gás. A eficiência na transferência de energia para a panela na forma de campo magnético que se converte em calor chega aos 90% enquanto que em outros tipos de tecnologias o máximo que se consegue pouco passa dos 70%, com apenas 27% no caso do gás de cozinha. Temos ainda o fator segurança, bem maior do que no caso do gás, já que o circuito tem recursos para desligar sozinho e não existe o perigo de vazamentos. Na figura 3 uma panela de indução comercial.

 Escrito por Newton C. Braga

quarta-feira, 19 de outubro de 2011

RELATÓRIO DE ATIVIDADE SEMANAL

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 6

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Definir materiais a serem utilizados na construção do protótipo.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Foram distribuídas tarefas aos componentes.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Iniciar o recolhimento do material a ser utilizado na construção do protótipo.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Elaboração do circuito e encontrar os materiais específicos para a construção do mesmo.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Materiais para compor o circuito.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente.

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico Renato Oliveira e Professor Orientador Anderson Higino

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Retorno dos componentes quanto as tarefas distribuídas, reunião dos materiais e elaboração do circuito.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Por enquanto, o grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto está bem encaminhado.

quinta-feira, 13 de outubro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 5

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Definir materiais a serem utilizados na construção do protótipo.

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Foram distribuídas tarefas aos componentes.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Iniciar o recolhimento do material a ser utilizado na construção do protótipo.

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Elaboração do circuito e encontrar os materiais específicos para a construção do mesmo.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Materiais para compor o circuito.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente.

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico Renato Oliveira e Professor Orientador Anderson Higino

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina?

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Retorno dos componentes quanto as tarefas distribuídas, reunião dos materiais e elaboração do circuito.

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Por enquanto, o grupo está cumprindo o cronograma.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto está bem encaminhado.

quarta-feira, 5 de outubro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 4

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Realizar pesquisa de mercado acerca dos preços do material a ser utilizado no projeto

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Conclusão do Formulário de Descrição do Projeto

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Iniciar o recolhimento do material a ser utilizado na construção do protótipo
Conversar com o professor orientador do projeto para mostrar a ele o Formulário de Descrição do Projeto

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
É difícil encontrar disponível no mercado o preço e a própria panela ferromagnética

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Por enquanto, ainda está sendo feita a pesquisa do preço desses materiais para encontrar o mais viável economicamente

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Passagem de corrente pela bobina e informações sobre essa corrente

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico Renato Oliveira e Professor Orientador Anderson Higino

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Como será feita a passagem de corrente pela bobina? 

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Pesquisa do preço dos materiais e reunião dos materiais

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Reunião de material a ser utilizado

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
Por enquanto, o grupo está cumprindo o cronograma

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto está bem encaminhado


quarta-feira, 28 de setembro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N°3

1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Postar o Relatório de Atividades Semanais;
Conclusão do Formulário de Descrição do Projeto;
Procurar ajuda de um Engenheiro Elétrico;

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
O Formulário de Descrição foi discutido e algumas partes apresentadas ao Professor Orientador;
Discussão do projeto com o Engenheiro Elétrico Renato Oliveira;

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Concluir o Formulário de Descrição do Projeto

4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Encontrar horário disponível para a reunião com o Engenheiro Elétrico;
O grupo não conseguiu se encontrar para concluir as atividades semanais, como exemplo, a conclusão do Formulário de Descrição do Projeto;

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Por enquanto nenhum;

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Pesquisa bibliográfica acerca do processo de Eletroinduçao, prós e contras relacionados ao fogão eletroindutivo;

7. CONTATOS A REALIZAR
Engenheiro Elétrico e Professor Orientador;

8. IDÉIAS A EXPLORAR
Inicialmente, acerca do processo de Indução Eletromagnética;

9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Decidir sobre os materiais usados na construção do protótipo;
Pesquisar sobre os preços desses materiais;
Definir o orçamento do projeto;

10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Reunião dos materiais usados na construção do protótipo;

11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
O grupo se encontra um pouco atrasado em relação ao cronograma;

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
Está de acordo com o previsto pelo grupo;


FORMULÁRIO DE DESCRIÇÃO DE PROJETO

1. TÍTULO
Fogão de Aquecimento Indutivo

2. EQUIPE
Deborah Cardoso da Cruz
dedehcardoso@hotmail.com
Jéssica Almeida Campos Dell Orto
jessicadellorto@hotmail.com
Jéssica Mara Santos
jessicamara2005@yahoo.com.br
Rodrigo Zica Oliveira
rodrigoliveira@hotmail.com
Rogan Inerguson Robson
rogan_ir@hotmail.com
Professor Orientador : Anderson Higino

3.SITUAÇÃO-PROBLEMA
O crescimento da população observado nos dias de hoje demanda por planejamento do espaço físico a ser ocupado. Por isso, novos layouts devem ser pensados e criados a fim de se adaptarem a essa realidade. Também, o ritmo de vida das pessoas requer que tarefas sejam realizadas em menor tempo, e, então, os utensílios utilizados devem ser mais práticos para otimizar o tempo já escasso. É nessa realidade que surgem as TICs, auxiliando os usuários nas suas atividades diárias. Uma das inovações é o fogão eletroindutivo, mais eficiente nas trocas de calor e, quando comparado ao fogão a gás, por exemplo, ocupa menos espaço, além de demandar por menos cuidados para sua limpeza e manutenção. 

4.OBJETIVOS
GERAL:
Desenvolver o protótipo de um fogão que aqueça alimentos com base no princípio da indução eletromagnética.

ESPECÍFICOS:
Realizar pesquisa bibliográfica acerca do princípio de funcionamento do fogão eletroindutivo.
 Elaborar um projeto para a execução do protótipo.
Construir o protótipo.
 Realizar testes para a verificação do funcionamento do fogão.
Apresentar ao público o protótipo, demonstrando sua funcionalidade.

5.JUSTIFICATIVA
O grupo escolheu fazer um protótipo de uma tecnologia já existente para demonstrar seu princípio de funcionamento, baseado em conhecimentos relativos ao eletromagnetismo. De manuseio relativamente simples, o fogão apresenta manutenção de baixo custo financeiro e fácil limpeza.
O fogão eletroindutivo funciona cerca de 25% a 50% mais rápido se comparado aos fogões a gás, pois ele é mais eficiente nas trocas de calor, reduzindo o tempo gasto para o cozimento de alimentos [fonte: Consumer Reports]. Além disso, a eficiência na transferência de energia para a panela na forma de campo magnético que se converte em calor chega aos 90% enquanto que em outros tipos de tecnologias o máximo que se consegue pouco passa dos 70%, com apenas 27% no caso do gás de cozinha [Newton C. Braga, Powered by Joomla!].
Por apresentarem superfícies mais frias e sem chama aberta, os fogões por indução são mais fáceis de limpar. 
Por fim, o perfil baixo e as superfícies planas tornam esses fogões convenientes para pessoas que estão nas cadeiras de rodas.Tem-se ainda o fator segurança, bem maior do que no caso do gás, já que o circuito tem recursos para desligar sozinho e não existe o perigo de vazamentos, argumentos considerados pelo Instituto Newton C. Braga, que escreve para revistas no mundo inteiro acerca das tecnologias.
Por ainda ser uma tecnologia pouco difundida, esses fogões estão disponíveis no mercado por um preço pouco acessível à maioria da população. Também, não é possível afirmar que os fogões indutivos sejam mais econômicos que os outro modelos de fogões já existentes no mercado [fonte: U.S. Departament of Energy]. Espera-se que as pesquisas acerca dessa tecnologia se intensifiquem, as questões sobre custo x benefício sejam respondidas e essa nova tecnologia tão revolucionante seja, enfim, difundida.


6.METODOLOGIA ( MATERIAIS E MÉTODOS)
Inicialmente, são realizadas pesquisas bibliográficas acerca do funcionamento do fogão eletroindutivo, utilizando livros de física e artigos na internet para aumentar o conhecimento do grupo sobre o assunto. Conversas e discussões com um profissional da área da  engenharia elétrica são imprescindíveis ao decorrer do projeto. 
Após a realização da pesquisa bibliográfica, inicia-se o levantamento de materiais necessários para a construção do protótipo. Para essa etapa será levado em consideração o preço, a qualidade e a adequação aos fins de utilização de cada material, visando a viabilidade do projeto. 
Os principais materiais utilizados são: bobina, tomada, fios, cerâmica ou vidro, panela ferromagnética e termômetro.
Na etapa seguinte, começa a execução do projeto, ou seja, a montagem do protótipo. O circuito gerador da corrente alternada e, consequentemente do campo magnético, é o primeiro a ser montado. Depois, monta-se toda a estrutura do fogão, utilizando os materiais já recolhidos. Assim, tem-se o suporte para que se insira a placa cerâmica que suporta a panela ferromagnética. 
Após essa montagem, verifica-se o funcionamento do protótipo, colocando-se água dentro da panela para que seja aquecida.


7. ETAPAS


ETAPAS
Critérios e Instrumentos de Avaliação
Avaliadores
1. Pesquisa Bibliográfica;


2. Levantamento do material a ser utilizado;
3. Montagem do protótipo;
4. Redação do relatório;
5. Apresentação do projeto;

Artigos publicados na internet; Livros de Física;
Pesquisa de preços em lojas e internet;
Relatórios Semanais;


Exposição interna do protótipo; Apresentação teórica do projeto, usando power-point;

 Para todas as etapas, o Professor Orientador: Anderson Higino;

8. CRONOGRAMA DE TRABALHO

ETAPAS
INÍCIO
FIM
1. Pesquisa Bibliográfica;
2. Levantamento do material;
3. Montagem do protótipo;
4. Redação do relatório
5. Apresentação do projeto;

17/08/2011
31/08/2011
10/10/2011
01/12/2011
07/12/2011
31/08/2011
28/09/2011
01/12/2011
06/12/2011
07/12/2011

9. ORÇAMENTO
O custeio do material será feito pelos próprios integrantes do grupo. Segue abaixo, uma especificação dos principais materiais providenciados para a etapa de montagem do protótipo e dos seus respectivos preços:
Bobina: R$ 5
Fios: R$ 2,30
Tomada: R$ 0,75
Cerâmica: R$ 18
Panela ferromagnética: R$ 89

10.REFERÊNCIAS
A pesquisa bibliográfica foi feita lendo artigos na internet e em livros de Física:

Gerbis,Nicholas. Como funcionam os fogões de indução. Traduzido por HowStuffWorks Brasil. <http://casa.hsw.uol.com.br/fogoes-de-inducao.htm>. Acesso em 12 ago. 2011

Braga C., Newton. Como funciona o fogão ou panela de indução. <http://www.newtoncbraga.com.br/idex.php/como-funciona-o-fogão-ou-panela-de-indução.html>. Acesso 16 ago. 2011

Halliday,David;  Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentos de Física.8.ed., vol.3.São Paulo: LTC,2007.


Belo Horizonte
29/09/2011


quarta-feira, 21 de setembro de 2011

BRAINSTORM

SOBRE O PRINCÍPIO FÍSICO DA INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Como o mesmo princípio de geração de energia usado pelos geradores gigantes de represas é utilizado no fogão indutor?

Como um circuito faz com que um segundo circuito desenvolva uma corrente sem tocá-lo?

Como o magnetismo explica a geração de energia em um segundo circuito relativamente distante da fonte de corrente alternada?

Como dimensionar a corrente elétrica para gerar efeito joule?

Como a corrente induzida pode ser utilizada para aquecer o alimento?

Como será produzido o fluxo magnético alternado?

O que é movimentado na panela para gerar calor?

A panela deve ser de que material?

Há alguma relação entre o princípio de funcionamento  do microondas e o princípio de funcionamento do fogão?

EXECUÇÃO DO PROJETO

Como gerar uma corrente alternada na bobina?

É necessário o uso de fio terra?

Qual deve ser a distância entre o fogão e a bobina?

 Qual é a frequência da corrente alternada?

De que material deve ser feito o tampo do fogão?

Quais devem ser as dimensões do fogão de forma a otimizar a variação do fluxo magnético?

O revestimento do fogão deve ser de que material?

O uso de transformador é necessário?

DÚVIDAS QUANTO AO FUNCIONAMENTO DO PROTÓTIPO

É possível tomar choque ao manusear o fogão?

É necessário uma panela especial?

De que maneira é feito o controle de temperatura?

O fogão é de fácil manuseio?

Considerando-se que uma corrente de 0,15A é o suficiente para levar uma pessoa ao óbito, é necessário que haja algum dispositivo para manusear o fogão (caso o valor da corrente induzida na panela seja significamente grande)?

Qual é a distância de segurança para que pessoas com marca-passo e pinos não sofram alterações geradas pelo fogão?

O fogão provoca ruídos?

O princípio de funcionamento do fogão de aquecimento indutivo propicia um menor desperdício de energia térmica em relação ao fogão convencional?

CUSTO x BENEFÍCIO

As panelas utilizadas são onerosas?

Há economia com o uso desse fogão?

O gasto energético compensa o gasto com gás?

Em média, quanto custará a montagem do protótipo do fogão?

Qual o benefício desse fogão em detrimento dos fogões a gás?

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 2


1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Reformulação do Formulário de descrição do projeto

2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Publicação  do Brainstorm.


3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Formulário de descrição do projeto.


4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Algumas duvidas ainda não sanadas sobre o principio de funcionamento do fogão e pesquisas bibliográficas ainda não foram intensificadas.


5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Por enquanto nenhum


6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Materiais sobre efeito Joule, condução de calor e potência dissipada.


7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Anderson Higino


8. IDÉIAS A EXPLORAR
Passagem de corrente pela bobina e efeito Joule em materiais ferromagnéticos.


9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Concluir o Formulário de descrição do projeto.


10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
Procurar um Engenheiro eletricista para auxiliar o grupo.


11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
O grupo encontra-se um pouco atrasado dentro do cronograma proposto.


12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto encontra-se bem encaminhado.

quarta-feira, 14 de setembro de 2011

RELATÓRIO SEMANAL DE ATIVIDADES

FOGÃO DE AQUECIMENTO INDUTIVO - SEMANA N° 1


1. AÇÕES PREVISTAS PARA A SEMANA
Reformulação de algumas perguntas do Brainstorm e pesquisa bibliográfica envolvendo indução eletromagnética.


2. AÇÕES REALIZADAS NA SEMANA
Conversa com o professor orientador e divisão de tarefas para os componentes do grupo.

3. PENDÊNCIAS PRINCIPAIS
Publicar o formulário de descrição do projeto e o Brainstorm.


4. DIFICULDADES PRINCIPAIS
Encontrar fontes confiáveis sobre o assunto a ser desenvolvido.

5. MATERIAIS PRÁTICOS A PROVIDENCIAR
Por enquanto nenhum.

6. MATERIAIS TEÓRICOS A PROVIDENCIAR
Pesquisas sobre campo magnético, efeito Joule e potencia dissipada para aquecimento.

7. CONTATOS A REALIZAR
Professor Orientador Anderson Higino .


8. IDÉIAS A EXPLORAR
Qual corrente passará pela bobina afim de produzir um campo magnético forte o suficiente para gerar o efeito Joule?


9. ENCAMINHAMENTOS PARA A SEMANA SEGUINTE
Intensificação de pesquisas sobre indução eletromagnética.


10. ENCAMINHAMENTOS PARA AS SEMANAS POSTERIORES
A ser definido.


11. ANÁLISE DO CUMPRIMENTO DO CRONOGRAMA
O grupo encontra-se dentro do que foi previsto.

12. AVALIAÇÃO DO ANDAMENTO DO PROJETO
O projeto encontra-se bem encaminhado.

sexta-feira, 2 de setembro de 2011

1ª Semana

Nessa primeira semana, os detalhes do projeto ainda serão acertados. 
Os textos do Formulário estão sendo redigidos, engenheiros eletricistas estão sendo procurados para orientarem o grupo na realização do fogão de aquecimento indutivo. 
O professor-orientador tem ajudado o grupo na realização dessas tarefas.
As pesquisas bibliográficas acerca do assunto estão sendo feitas, discutidas e o projeto está caminhando.