Indutor

Um indutor é um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético, normalmente combinando o efeito de vários loops da corrente elétrica.

Indutores miniatura

Física do indutor

Construção

Um indutor é geralmente construído como uma bobina de material condutor, por exemplo, fio de cobre. Um núcleo de material ferromagnético aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras. Indutores podem ser construídos em circuitos integrados utilizando o mesmo processo que é usados em chips de computador. Nesses casos, normalmente o alumínio é utilizado como material condutor. Porém, é raro a construção de indutores em CI's; eles são volumosos em uma pequena escala, e praticamente restritos, sendo muito mais comum o uso de um circuito chamado "gyrator", que utiliza um capacitor comportando-se como se fosse um indutor.

Pequenos indutores usados para freqüências muito altas são algumas vezes feitos com um fio passando através de um cilindro de ferrite.

Indutância

Indutância é a característica física de um indutor. Ver indutância.

Energia

A energia (medida em joules, no SI) armazenada num indutor é igual à quantidade de trabalho necessária para estabalecer o fluxo de corrente através do indutor e, conseqüentemente, o campo magnético. É dada por:

<math> E_\mathrm{armazenada} = {1 \over 2} L I^2 </math>

onde I é a corrente que circula pelo indutor.

Em circuitos elétricos

Um indutor resiste somente a mudanças de corrente. Um indutor ideal não oferece resistência para corrente direta, exceto quando a corrente é ligada e desligada, caso em que faz a mudança de modo mais gradual. Porém, todos os indutores do mundo real são construídos a partir de materiais com resistência elétrica finita, que se opõe até mesmo à corrente direta.

No geral, a relação entre a variação da tensão de acordo com o tempo v(t) através de um indutor com indutância L e a variação da corrente de acordo com o tempo i(t) que passa por ele é descrita pela equação diferencial:

<math>v(t) = L \frac{di(t)}{dt}</math>

Quando uma corrente alternada (AC) senoidal flui por um indutor, uma voltagem alternada senoidal (ou força eletromotriz, Fem) é induzida. A amplitude da Fem está relacionada com a amplitude da corrente e com a freqüência da senóide pela seguinte equação:

<math>V = I \times \omega L</math>

onde ω é a freqüência angular da senóide definida em termos da freqüência f por:

<math>\omega = 2 \pi f\,</math>

A reatância indutiva é definida por:

<math> X_L = \omega L = 2 \pi f L\, </math>

onde X_Lé a reatância indutiva medida em OHMS (medida de resistencia), ω é a freqüência angular, f é a freqüência em Hertz, e L é a indutância.

A reatância indutiva é o componente positivo imaginário da impedância.

A impedância complexa de um indutor é dada por:

<math> Z = j \omega L = j 2 \pi f L\ = j X_L, </math>

onde j é a unidade imaginária.

Redes de indutores

Cada indutor de uma configuração em paralelo possui a mesma diferença de potencial (voltagem) que os demais. Para encontrar a indutância equivalente total (L_eq):

<math> \frac{1}{L_\mathrm{eq}} = \frac{1}{L_1} + \frac{1}{L_2} + \cdots + \frac{1}{L_n}</math>

A corrente através de indutores em série permanece a mesma, mas a voltagem de cada indutor pode ser diferente. A soma das diferenças de potencial é igual à voltagem total. Para encontrar a indutância total:

<math> L_\mathrm{eq} = L_1 + L_2 + \cdots + L_n \,\! </math>

Fator Q

O fator Q de um indutor pode ser encontrado através desta fórmula, onde R é a resistência elétrica interna:

<math> Q = \frac{\omega{}L}{R} </math>

Aplicações

Os indutores estão relacionados aos eletromagnetos em estrutura, mas são usados para um propósito diferente: armazenar energia em um campo magnético.

Por sua habilidade de alterar sinais AC, os indutores são usados extensivamente em circuitos analógicos e processamento de sinais, incluindo recepções e transmissões de rádio. Como a reatância indutiva <math>X_L</math> muda com a freqüência, um filtro eletrônico pode usar indutores em conjunto com capacitores e outros componentes para filtrar partes específicas da freqüência do espectro.

Dois (ou mais) indutores acoplados formam um transformador, que é um componente fundamental de qualquer rede elétrica nacional.

Um indutor é normalmente usado como saída de uma fonte chaveada de alimentação. O indutor é carregado para uma fração específica da freqüência de troca do regulador e descarregado pelo restante do ciclo. Esta relação de carrega/descarrega é o que reduz (ou impulsiona) a voltagem de entrada para seu novo nível.

Ver também

• Capacitor
• Resistor
• Eletricidade
• Eletrônica
• Gyrator
• Indutância
• Laço de indução
• Reator
• Transformador
• Solenóide

Ligações externas

• Como enrolar pequenos indutores
• Indutores/bobinas

Sinônimos

• bobina, choke, reator

Categorias de páginas

Procurar

Procurar