Indutores

Definição:

Indutor ou bobina é constituído de um fio de material condutor, como cobre por

exemplo, enrolado helicoidalmente, sobre um núcleo, que pode ser de ar, ferro ou

ferrite. Os indutores possuem a capacidade de armazenar energia em forma de campo

magnético e de se opor a variações de corrente.

A simbologia dos indutores é a seguinte:

I. indutor com núcleo de ar

II. indutor com núcleo de ferrite

III. indutor com núcleo de ferro

Os indutores são caracterizados por sua indutância.

A indutância é a capacidade do indutor de armazenar energia na forma de

campo magnético. A indutância depende das dimensões do indutor (comprimento e

diâmetro do enrolamento), do material constituinte de seu núcleo (ferro, ferrite ou ar), e

do número de espiras. É representada pela letra L e medida em Henry (H), em

homenagem ao físico norte-americano Joseph Henry, que descobriu diversos fenômenos

eletromagnéticos e criou o telégrafo magnético.

Em um indutor, a tensão é diretamente proporcional à variação de corrente,

sendo L esta constante de proporcionalidade, que é dada por:

Onde: u(t) = tensão no indutor

L = indutância

di(t) / dt = variação da corrente em função do tempo

Calculo para indutância para indutores cilíndricos com núcleo de material não

magnético (núcleo de ar). Basicamente estas indutâncias são representadas pela fórmula

abaixo:

*permeabilidade do meio, núcleo de ar, µ = 4π 10-7

H/m.

Abaixo tabela fator de forma da bobina:

Bobinas Curtas

𝓁 < 2R

Bobinas Longas

𝓁 >=2R

K

K

0 0 0 1

0,1 0,2 0,1 0,96

0,2 0,32 0,2 0,92

0,3 0,41 0,3 0,88

0,4 0,47 0,4 0,85

0,5 0,53 0,5 0,82

0,6 0,57 0,6 0,79

0,7 0,61 0,7 0,76

0,8 0,64 0,8 0,74

0,9 0,67 0,9 0,71

1 0,69 1 0,69

2

2

L= valor de indutância medida em Henry;

µ= permeabilidade magnética do núcleo; *

N= nº de espirais

R= raio da bobina; (não diâmetro) em metro;

𝓁= largura da bobina; em metro;

K= fator de forma da bobina;( tabela abaixo )

π = 3,14.

Corrente em circuito com indutores:

Quando uma corrente alternada (CA) senoidal flui por um indutor, uma tensão

alternada senoidal (ou força eletromotriz, Fem) é induzida. A amplitude da Fem está

relacionada com a amplitude da corrente e com a frequência da senóide pela seguinte

equação:

Onde ω é a frequência angular da senóide definida em termos da

frequência f por:

A medida da oposição que o indutor oferece à variação da corrente é dada pela

sua reatância indutiva representada por XL e medida em Ohm (Ω).

O valor, em módulo, da reatância indutiva é diretamente proporcional à

indutância e à frequência f da corrente (ou de sua frequência angular), sendo calculada

por:

Onde: XL= módulo da reatância indutiva em Ohm (Ω)

L= indutância da bobina em Henry(H)

f= frequencia da corrente em Hertz(Hz)

ω= frequência angular da corrente em radianos/ segundo (rd/s)

Quanto maior a indutância(L) e frequência (f ou ω), maior é reatância (XL) do

indutor.

O indutor ideal age como um curto-circuito em corrente contínua e como uma

resistêcia elétrica em corrente alternada. Para uma frequência muito alta o indutor age

como um circuito aberto.

Para se achar a indutância equivalente (Leq) em circuito de indutores

em paralelo usa-se:

Na rede de indutores cada indutor em paralelo possui a mesma diferença de

potencial d.d.p ( tensão ) que os demais

Para se achar a indutância equivalente (Leq) em circuito de indutores

em série usa-se:

A corrente através de indutores em série permanece a mesma, mas a tensão de

cada indutor pode ser diferente. A soma das diferenças de potencial é igual a tensão

total

Aplicações:

Os indutores são usados extensivamente em circuitos analógicos e

processamento de sinais, incluindo recepções e transmissões de rádio. Como a reatância

indutiva XL muda com a frequência, um filtro eletrônico pode usar indutores em

conjunto com capacitores e outros componentes para filtrar partes e específicas da

frequência do espectro.

Outro exemplo do uso de indutores são os sensores de semáforos.

Suponhamos que se façam canaletas no chão e, dentro delas, se coloquem

indutores com medidores de tensão verificando assim qual a sua indutância. Quando um

carro é estacionado sobre a bobina a sua indutância aumenta, devido ao grande objeto

de aço posicionado no campo magnético do indutor. O carro estacionado age como o

núcleo do indutor e sua presença muda a indutância. O sensor constantemente testa a

indutância do indutor na rua, se houver aumento da mesma sabe-se que há algum carro

esperando.

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