In the present work, Current Reversal Equilibrium Configurations (CRECs) in the context of Magnetohydrodinamic (MHD) equilibrium are considered. The hamiltonian nature of the magnetic field lines is used to introduce the concept of magnetic surfaces and their relation to the Grad-Shafranov (G-S) equation. From a geometrical perspective and the Maxwell equations, it is shown that current reversal configurations in two-dimensional equilibrium do not generate the usual nested topology of the equilibrium magnetic surfaces. The concept of intersecting critical curves is introduced to describe the CRECs and recently published equilibria are shown to be compatible with such description. The equilibrium with a single magnetic island is constructed analytically, through a local successive approximations method, valid for any choice of the source functions of the G-S equation. From the local solution, an estimate of the island width in terms of simple quantities is deduced and verified to a good accuracy with recently published CRECs; the accuracy of this simple model suggests the existence of strong topological constraints in the formation of the equilibria. Lastly, an instability mechanism is conjectured to explain the lack of conclusive experimental evidence of reversed currents, in favor of the current clamp hypothesis. / No presente trabalho, as configurações de equilíbrio com corrente reversa (CRECs), são consideradas no contexto de Equilíbrio Magnetoidrodinâmico. A natureza hamiltoniana das linhas de campo magnético é usada para introduzir o conceito de superfícies magnéticas, e sua relação com a equação de Grad-Shafranov (G-S). Desde uma perspectiva geométrica e usando as equações de Maxwell, é demonstrado que as configurações de corrente reversa em equilíbrios bidimensionais não é compativel com as topologias aninhadas usuais para as superfícies magnéticas de equilíbrio. O conceito de curvas críticas é introduzido para descrever as CRECs e é observado que os equilíbrios recentemente publicados satisfazem esta descrição. O equilíbrio com uma única ilha magnética é construído analiticamente, por meio de aproximações sucessivas locais, este é válido para qualquer escolha das funções arbitrárias da equação G-S. A partir da solução local, se desenvolve uma estimativa do tamanho da ilha magnética em termos de quantidades simples. Esta estimativa concorda bem com as CRECs da literatura recente, sugerindo pela simplicidade do modelo, que existem fortes restrições topológicas no estabelecimento do equilíbrio. Finalmente, na forma de conjectura, introduzimos um mecanismo para instabilidades que tenta dar conta da falta de evidência experimental conclusiva em relação às CRECs em favor da hipótese de corrente unidirecional (current clamp).

Foram construídas duas montagens experimentais: Com a primeira, mediu-se o decaimento do potencial de superfície em circuito aberto, em função da temperatura; com a segunda mediu-se diretamente a corrente termo-estimulada (derivada do potencial de superfície em circuito aberto) aquecendo-se a amostra a uma taxa constante. Usando essas técnicas estudamos as propriedades de transporte e armazenamento de cargas no Teflon FEP-A, carregado com corona. Usando a segunda técnica, verificou-se que amostras descarregadas, do citado material, podem liberar portadores de cargas positivas que dão origem a uma corrente anômala, que pode interferir nas medidas de corrente termo-estimulada de amostras carregadas positivamente. Estudou-se o comportamento das curvas de corrente em amostras com e sem tratamento térmico, carregadas com corona tanto positiva como negativa. Além disto, é feita uma discussão dos resultados por nós obtidos e os publicados na literatura. / Two experimental systems were constructed: with the first the surface potential could be measured, while with the second, its derivative with respect to the time (the so called open circuit current). In both cases the measurements were performed while heating previously positive or negative corona charged FEP-A Teflon 25&#956m samples. The results gave information about charge storage and transport properties in this material. During the work it was noticed that positive ions maybe emitted from Teflon surface. This unexpected phenomenon was followed in some detail in order to know how far it influences the usual currents. This study led us to carry measurements in previously annealed samples, whose behavior was found to differ from that of virgin samples. Our results were compared with those found in the literature.

A evolução do potencial de superfície de amostras dielétricas é calculada através da resolução de modelos teóricos pelo método numérico de diferenças finitas. São considerados os fenômenos de polarização elétrica, condutividade intrínseca, injeção de carga espacial, dissociação iônica no volume da amostra e difusão de moléculas, através da superfície da amostra, as quais podem se dissociar no volume. A subida do potencial de superfície é calculada para cada caso e também são discutidas as situações nas quais se consideram a ocorrência de dois fenômenos. Procura-se, com a ajuda dos modelos desenvolvidos, interpretar o comportamento geral da subida do potencial em função do tempo para amostras ferroelétricas (polímero PVDF-beta e copolímero P(VDF-TrFE)) e amostras não ferroelétricas (polímero PVDF-alfa). / The finite-difference method has been employed for the determination of the surface potencial buildup of dielectric samples. In the models several processes have been considered such as the electric polarization, intrinsic conductivity, space charge injection, ionic dissociation and diffusion of molecules which dissociates in the sample bulk. The surface potential has been determined for each case considering two different phenomena. The models developed throughout the work are used for interpreting surface potential buildup curves of ferroelectric materials (PVDF-beta and P(VDF-TrFE) copolymers) and also of non-ferroelectric PVDF-alfa samples.

A técnica do triodo de corona com corrente constante foi utilizada para carregar amostras de PVDF na fase &#945, acompanhando a evolução do potencial de superfície durante o carregamento. Com essa técnica foi possível não só obter a fase &#945p a partir da fase &#945 como também analisar o comportamento elétrico de ambas as fases. Os resultados obtidos em ambiente úmido mostram que a forma geral das curvas de potencial nas amostras carregadas com corona positiva e negativa são similares, ou seja, no início do carregamento tem-se um salto inicial, continua crescendo numa taxa mais lenta até alcançar um valor máximo de potencial e a partir deste valor decai para um regime estacionário. Os valores de potenciais alcançados na superfície da amostra não foram suficientes para gerar campos elétricos da ordem 1.5MV/cm, requeridos para induzir uma transição para a fase &#945p. Apesar de ocorrerem mudanças no comportamento elétrico durante os carregamentos, nenhuma mudança na estrutura das amostras foi detectada, usando a técnica de difratometria de raios-X. Em ambiente seco foi verificado que, durante o carregamento, o potencial na superfície da amostra alcançava valores altos quando comparado aos obtidos em ambiente úmido. Verificou-se também, que as amostras apresentavam enrugamento, característicos de materiais poliméricos. As mudanças ocorridas devido ao carregamento foram detectadas pela técnica de raios-X, confirmando a mudança de estrutura para &#945p. O comportamento ferroelétrico das amostras na fase &#945p, foi identificado pela curva de evolução do potencial de superfície, onde se avalia a quantidade de polarização ferroelétrica adquirida. As mudanças de estrutura e das propriedades elétricas em ambiente seco foram irreversíveis. / The constant current corona triode was used for charging &#945-PVDF samples and monitoring their surface potential buildup during poling. It is shown that the method allows one to obtain the polar &#945p form of PVDF from the non-polar &#945-form and also to analuse electrical characteristics of both forms. The experimental results obtained with samples under humid conditions show a similar behavior for positive and negative corona. There is na initial steep increase in the surface potential which then increases passing through a maximum value, and decreases until a steady state is reached. The maximum values attained are not sufficiently high to attain electric fields of around 1.5MV/cm required for causing a phase change from &#945 to &#945p. Furthermore, no change in the structure of the samples is noted in X-ray diffractograms. For measurments carried out under dry conditions, on the other hand, the sample surface potential attain much higher values. The samples become wrinkled after being submitted to these high electric fields (&#62 1.5MV/cm), and this is characteristic of ferroelectric materials. The change to &#945p from samples is confirmed by the structural changes exhibited in X-ray diffractograms. The ferroelectric behavior of the &#945p samples is further identified by the surface potential buildup, from which the remanent polarization can be inferred. The structural as well as the electric changes caused by the corona charging are found to be irreversible.

Usando-se a técnica do triodo de corona com corrente constante estudaram-se as propriedades ferroelétricas dos copolímeros P(VDF-TrFE) contendo diferentes teores de VDF. Descrevem-se as metodologias usadas na preparação de amostras por solução, a caracterização por raios X e DSC e a determinação do grau de cristalinidade. Apresentam-se o princípio de funcionamento da técnica do triodo de corona com corrente constante e a equivalência das curvas de potencial de superfície com as curvas de histerese. Mostra-se que a condução elétrica pode ser desprezada quando as medidas são realizadas em atmosfera com baixo valor de umidade. O valor do campo coercivo e da polarização remanente foram determinados a partir das curvas de subida do potencial de superfície, sendo o valor da polarização diretamente proporcional ao grau de cristalinidade das amostras. Esses resultados foram analisados supondo-se que os filmes de P(VDF-TrFE) podem ter duas fases cristalinas. Também são discutidos os modelos teóricos usados para interpretar as curvas de subida do potencial de superfície. / Ferroelectric properties of P(VDF-TrFE) copolymers having different contents of VDF were investigated using the corona triode with constant current. The casting procedure for the sample preparation, the characterization by X rays and DSC, and the determination of the degree of crystalinity were presented. The corona triode method allowing to charge samples with a Constant current and the equivalence between the potential buildup curves and hysteresis curves are presented. The coercive field and the remanent polarization were determined from the potential buildup curves and it was found that the polarization is linearly dependent on the degree of crystalinity. Results were discussed taking into account two different crystaline phases which could exists in P(VDF-TrFE). Also, it was presented theoretical models aiming to fit the potential buildup curves.

Neste trabalho analisamos o movimento de carga espacial monopolar livre em dielétricos, procurando fornecer subsídios para a interpretação de resultados experimentais. São mostradas as soluções para diversos tipos de distribuições iniciais de carga. A partir daí são encontradas relações que nos levam a algumas conclusões a respeito da relação entre distribuição e corrente externa produzida. São propostos métodos para a determinação da mobilidade dos portadores de carga no dielétrico e da concavidade de uma distribuição desconhecida. Analisamos também as condições para o aparecimento de inversão de corrente / On this work, we study the monopolar space charge motion in dielectrics in the aim of providing general information about it to the experimentalist. The electric current is obtained for many initial charge distributions and some relations are derived linking the behavior of the current to the initial charge distribution. We propose methods for obtaining the mobility of the carriers from experimental results. Finally the conditions for observation of current reversals are analyzed

Este trabalho descreve a construção e caracterização de um novo transdutor dedicado às medições susceptométricas e ultrassônicas de amostras marcadas com partículas magnéticas. Este transdutor, denominado de magnetoacústico, consiste de um sistema híbrido formado pela junção de um Biossusceptômetro de Corrente Alternada (BCA) e um transdutor ultrassônico. Seu principio básico de funcionamento consiste na medida simultânea da magnetização de um meio material marcado com partículas magnéticas e das microvibrações da estrutura interna deste meio quando excitado por um campo magnético alternado externo gerado pelas próprias bobinas de excitação do BCA. Estudos in vitro foram realizados para auxiliar no desenvolvimento e caracterização do protótipo apresentado neste trabalho. A técnica de medida empregando este transdutor híbrido foi denominada de vibromagnetoacustografia. As amostras utilizadas consistiram de meios fluidos marcados com traçadores magnéticos (micropartículas de ferrita de tamanhos variando entre 30 m e 70 m de diâmetro). Foi avaliada a dependência da resposta do sistema com diferentes parâmetros físicos tais como: viscosidade do material base o qual foi misturado as partículas ferromagnéticas; concentração dessas partículas misturadas ao material base; frequência de oscilação do campo magnético de excitação; tensão nas bobinas de excitação e a distância entre a amostra e o transdutores. A resposta do transdutor magnetoacústico apresentou melhor relação sinal/ruído em torno de 200 Hz de frequência de magnetização, considerando uma concentração de 4% de ferrita. Acima desta concentração a viscosidade do material base era alterada e interferia na medida. As respostas do susceptômetro e do ultrassom Doppler contínuo possuem uma relação linear com o nível de tensão aplicada nas bobinas de excitação e uma dependência quase linear com baixas concentrações de partículas ferromagnéticas ( 4%). Também foi realizado um teste de repetibilidade no protótipo obtendo um desvio relativo de 0,94% e 0,25% nas medições Doppler e susceptométricas, respectivamente. A medida de vibração das micropartículas ferromagnéticas realizadas in vitro, usando um transdutor Doppler contínuo, apresentou alta sensibilidade para baixas concentrações de material ferromagnético inseridos em meio fluido (~ 1%). / This work describes the construction and characterization of a new transducer dedicated to the susceptometrics and ultrasonic measurements of samples labeled with magnetic particles. This transducer, called magneto-acoustic, consists of a hybrid system formed by the junction of an Alternating Current Biosusceptometer (ACB) and an ultrasonic transducer. Its basic operation principle is the simultaneous measurement of the magnetization and the internal structure micro-vibrations of a medium labeled with magnetic particles when excited by an external alternating magnetic field generated by the ACB excitation coils. In vitro measurements were performed to support the prototype development and characterization presented in this work. The measurement technique employing this hybrid transducer was called vibromagnetoacoustography. The samples consisted of fluid medium labeled with magnetic tracers (ferrite micro particles of diameter ranging from 30 m and 70 m). It was evaluated the system response dependence with different physical parameters such as: base material viscosity in which ferromagnetic particles was mixed; the particles concentration in the base material; the oscillation frequency of the magnetic field excitation; the voltage applied on magnetizing coils and the distance between sample and transducers. The magneto-acoustic transducer response showed a better signal to noise ratio for magnetization frequency around 200 Hz and a 4% ferrite concentration. Above this concentration the base material viscosity changed disrupting the measurements. The responses of susceptometer and Doppler ultrasound have a linear dependence with the applied voltage level in the magnetizing coils and an quasi linear dependence with low ferromagnetic particles concentrations (4%). A repeatability test was also performed to the prototype which indicated a deviation of 0.94% and 0.25% in the Doppler and susceptometric measurements, respectively. The vibration measurement of ferromagnetic micro-particles performed in vitro, using a Doppler transducer, showed high sensitivity to low ferromagnetic material concentrations (~1%) immersed in a fluid medium.

Encontrou-se que a relaxação dielétrica dos dipolos impureza-vacância em KI dopado com pequenas quantidades de KCl é extremamente diferente da relaxação dielétrica na matriz KI não contendo íons Cl&#8254.Os novos picos de relaxação, atribuídos à presença do Cl&#8254 na vizinhança imediata do íon divalente, tem um tempo de relaxação 103 vezes menor que o normal na temperatura ambiente.Foi proposto um modelo para o aprisionamento dos íons divalentes pelo Cl&#8254 e estudado a influência dos raios atômicos do divalente e do anion estranho neste processo de aprisionamento. / The dielectric relaxation due to I-V dipoles in KI doped with small amounts of KCl was found to be strongly different than in KI crystals not containing Cl&#8254.The new relaxation peak attributed to the presence of the Cl&#8254 in the close neighborhood of the divalent ion has a relax¬ation time 103 greater than the normal one.A model for the trapping of the divalent ions by the Cl&#8254 is proposed. The influence of atomic radius of the divalent and the impurity anion is discussed.

Encontrou-se que a relaxação dielétrica dos dipolos impureza-vacância em KI dopado com pequenas quantidades de KCl é extremamente diferente da relaxação dielétrica na matriz KI não contendo íons Cl-. Os novos picos de relaxação, atribuídos à presença do Cl- na vizinhança imediata do íon divalente, tem um tempo de relaxação 103 vezes menor que o normal na temperatura ambiente. Foi proposto um modelo para o aprisionamento dos íons divalentes pelo Cl- e estudado a influência dos raios atômicos do divalente e do anion estranho neste processo de aprisionamento. / The dielectric relaxation due to I-V dipoles in KI doped with small amounts of KCl was found to be strongly different than in KI crystals not containing Cl-ions. The new relaxation peak attributed to the presence of the Cl- in the close neighborhood of the divalent ion has a relax¬ation time 103 greater than the normal one. A model for the trapping of the divalent ions by the Cl- is proposed. The influence of atomic radius of the divalent and the impurity anion is discussed.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Este trabalho propÃe um conversor com capacitor chaveado para o acionamento de LEDS (Light Emitting Diodes) de potÃncia. Em contraste com circuitos de acionamento convencionais de corrente contÃnua, o pulso de corrente direcionado para os LEDs, à limitado pela potÃncia armazenada no capacitor chaveado. Neste circuito, o capacitor à carregado e descarregado atravÃs do circuito de saÃda e a direÃÃo do fluxo de corrente à controlada pelos interruptores. Baseado na anÃlise do controle de carga, os efeitos do comutaÃÃo no conversor proposto sÃo discriminados e avaliados. Os resultados experimentais demonstram a viabilidade tÃcnica de utilizar o conversor proposto para LEDs. / This paper proposes a switched-capacitor converter to drive power light emitting diodes (LEDs). In contrast to conventional constant dc current drivers, the current pulse is provided by this switched-capacitor LED driver. In the present driver, the capacitor is charged and discharged through of the output circuit and the current flow direction is controlled by switch. Based on the charge control analysis, the effects of switching devices on the proposed converter are discriminated and evaluated. The experimental results demonstrated the technical feasibility of using the proposed converter for LEDs.