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.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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