Indutores

Indutores

1. O imã natural é um minério de ferro chamado magnetita, pois foi descoberto na região de Magnésia, ainda na Antiguidade.

   • Esse material tem a propriedade de atrair pedaços de ferro, sendo que essa força de atração surge devido ao campo magnético que ele cria ao seu redor.
     • Campo Magnetico
       • É a concentração da força magnética criada em volta da carga em um espaço.
       • Dos fenómenos causados pelo campo magnético, surgiram duas grandezas básicas:
         • Fluxo Magnético
           • É o conjunto das linhas de campo que saem do pólo norte ou chegam ao pólo sul de um ímã, representado pela letra grega Ø (fi), cuja unidade de medida é o weber [Wb].
             • Medida: 1Wb=10^8 linhas de campo
         • Indução Magnética
           • A indução magnética B é a medida da densidade de fluxo magnético, isto é, da quantidade de linhas de campo que atravessam uma área perpendicular a elas.
             • A unidade de medida da indução magnética é weber/metro quadrado [Wb/m²] ou, simplesmente, tesla [T], e a sua intensidade é dada por:
               • B=Ø/S
   • O ima possui dois pólos inseparáveis, denominados norte e sul, devido à relação com o campo magnético terrestre.
     • O campo magnético é representado por linhas de campo orientadas no sentido do pólo norte para o sul.
   • A força de interação entre dois ímãs pode ser de atração ou repulsão.
     • "Pólos magnéticos diferentes se atraem e pólos magnéticos iguais se repelem."

2. Corrente Elétrica

   • "A corrente elétrica induzida tem um sentido tal que cria um outro campo magnético que se opõe á variação do campo magnético que a produziu."
   • É a carga elétrica em movimento,

3. O indutor ou bobina é um dispositivo formado por um fio esmaltado enrolado em torno de um núcleo. O símbolo do indutor depende do material usado como núcleo.

   • O indutor armazena energia magnética, pois, mesmo sem alimentação, ainda existe corrente.
     • A indutância L é a capacidade do indutor em armazenar energia magnética por meio do fluxo Ø criado por uma corrente iL.
       • L=Ø/iL
         • Por essa fórmula, a unidade de medida de indutância é weber/ampère [Wb/A] ou, simplesmente, henry [H].
       • A oposição às variações de corrente no indutor é denominada reatância indutiva XL [Ω], que, em corrente continua, comporta-se da seguinte forma:
         • 1)Quando o indutor está totalmente desenergizado, a corrente iL= 0, isto é, a fonte o "enxerga" como um circuito aberto (XL=∞).
         • 2)Quando o indutor está totalmente energizado, a corrente atinge o seu valor máximo I, estabilizando-se. Assim, não havendo mais variação nessa corrente, deixa de existir a corrente induzida i, de forma que a fonte "enxerga" o indutor como uma resistência baixa (resistência do fio), isto é, praticamente um curto circuito (XL = 0).
         • A relação entre a corrente iL e a tensão V no indutor pode ser dada matematicamente por meio das expressões:
           • V=L.dil/dt

4. Existem diversos tipos de indutores fixos e variáveis, que abrangem uma ampla faixa de indutâncias, desde alguns nanohenrys [nH] até alguns henrys [H].

   • Os fabricantes de indutores, além de seus valores nominais, fornecem várias outras especificações em seus catálogos e manuais, das quais destacamos as seguintes:
     • Tolerância
       • Dependendo da tecnologia de fabricação e do material empregado no núcleo, a tolerância dos indutores pode variar. Em geral, ela está entre ±1% e ±20%.
     • Resistência Õhmica
       • É a resistência ôhmica do enrolamento do indutor, da ordem de unidades de ohms a centenas de ohms, especificada para alimentação em corrente contínua.

5. Indutores Comerciais

   • Os valores comerciais de indutores são diversos, não havendo uma norma rígida, já que, em geral, eles são fabricados para aplicações específicas, como em circuitos de áudio, radiofrequência (RF) e circuitos de acionamento e controle.
   • Os indutores variáveis são, geralmente, constituídos por um núcleo móvel, cuja posição pode ser ajustada externamente. Quanto mais o núcleo penetra no indutor, maior é a sua indutância.

6. Característica Magnética do Núcleo

   • A característica magnética de um material determinada por sua permeabilidade magnética µ, cuja unidade de medida é tesla.metro/ampère [T.m/A].
     • A permeabilidade magnética do vácuo e do ar vale: µo= 4.nx10^-7 T.m/A. Para os demais materiais, essa característica pode ser dada em relação à permeabilidade magnética do vácuo.
       • Quanto maior a permeabilidade magnética do núcleo, maior é o valor da indutância. Na prática, os núcleos de ferro e de ferrite são muito utilizados por terem uma permeabilidade magnética muito superior à do vácuo.

7. Associação Série de Indutores

   • Na associação série, os indutores estão ligados de forma que a corrente i seja a mesma em todos eles, sendo a indutância equivalente dada por:
     • Leq=L1+L2+...+ Ln
   • Para indutores iguais a L em série, a indutância equivalente vale: Leq=n.L

8. Associação Paralela de Indutores

   • Na associação paralela, os indutores estão ligados de forma que a tensão total v aplicada ao circuito seja a mesma em todos eles, sendo a indutância equivalente dada por:
     • 1/Leq=1/L1+1/L2+...+1/Ln
   • Para n indutores iguais a L em paralelo: Leq=L/n
   • Para dois indutores em paralelo: Leq=L1.L2/L1+L2

9. Indutância Mútua

   • Quando dois indutores estão próximos um do outro ou são enrolados num mesmo núcleo, o fluxo magnético de um indutor interfere na indutância do outro e vice-versa, aparecendo uma indutância mútua LM. A indutância mútua LM entre dois indutores L1 e L2 é dada por:
     • LM=k.√L1.L2
       • A constante K é o coeficiente de acoplamento, sendo 0 ≤ k ≤ 1. Quanto mais influência um indutor exerce sobre o outro, mais próximo de 1 é o valor de k A influência da indutância mútua LM na indutância equivalente Leq depende também da polaridade dos indutores.
   • Se os indutores estiverem ligados em série com a mesma polaridade, a indutância mútua aumentará o valor da indutância equivalente, cujo valor será de:
     • Leq=L1+L2+2.LM
   • Se os indutores estiverem ligados em série com polaridades contrárias, a indutância mútua reduzirá o valor da indutância equivalente, cujo valor será de:
     • Leq=L1+L2-2.LM

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