quarta-feira, 22 de maio de 2024

Aula 10 - Formas construtivas, valores comerciais e código de Indutores

Figura 01 - Simbolo e forma construtiva de indutores
Indutor ou Bobina é nada mais do que fio de cobre em espiral. Este símbolo da figura 01 é usado para indicar uma bobina em um diagrama de circuito. Valor da indutância é designado em unidades chamadas de Henry (H). Quanto mais fio a bobina contém, mais forte torna as suas características. O valor da indutância pode se tornar ainda maior se a bobina é enrolada em torno de um núcleo de ferro ou de ferrite.
Bobinas usadas em circuitos elétricos típicos variam muito em valores, de alguns micro-henry (mH) para muitos henry (H). Indutância é a medida da força de uma bobina. Quando se altera a corrente flui através de uma bobina, o fluxo magnético que ocorre na bobina também se altera.
Para calcular o valor da indutância de uma bobina utilizamos a fórmula da figura 02.
Figura 02 - Fórmula para
cálculo de indutores.
Onde:   L é a indutância em Henries
             N é o número de voltas do indutor
             Φ é o fluxo magnético
             Ι é a corrente elétrica em Amperes
Esta expressão também definida relação entre o número de espiras N e o fluxo magnético, (NΦ) dividida pela corrente, pois o mesmo valor da corrente flui através de cada volta da bobina. 
Outra maneira de calcular o valor da indutância de uma bobina é através de suas características construtivas mostrado na fórmula da figura 03.
Figura 03 - Fórmula para
cálculo de indutores.
Onde:   L é a indutância em Henries;
             N é o número de voltas do indutor;
             A é a área do núcleo em metros quadrados;
             l é o comprimento em metros;
             μ é a permeabilidade;

Permeabilidade Magnética é uma grandeza magnética, representada por µ (letra minúscula grega, lê-se “miú”), que permite quantificar o “valor” magnético duma substância. A sua unidade é H / m (henry por metro).
As substâncias ferromagnéticas têm valores da permeabilidade relativa muito superiores a 1.
O ferro macio tem uma permeabilidade relativa inicial (sem corrente na bobine) de 250, ou seja, os seus efeitos magnéticos são 250 vezes superiores ao do ar. Com o aumento da intensidade de corrente, o seu valor aumenta e atinge o valor máximo de 6000 a 6500 (quando o material satura). Aumentando mais a intensidade de corrente, o seu valor diminui.
O permalloy (liga de ferro e níquel) tem um valor inicial de 6000 e máximo de 80 000.
As substâncias paramagnéticas têm valores da permeabilidade relativa ligeiramente superiores a 1. Para o ar é de 1,000 000 37. Como se vê, é um valor muito próximo do correspondente ao vazio.
Para o alumínio é 1,000 02.
As substâncias diamagnéticas têm valores da permeabilidade relativa ligeiramente inferiores a 1. Para a água é 0,999 991 e para o cobre é 0,999 990.
Obs: Para calcular indutores não esqueça de fazer a conversão de unidades de comprimento para metros e área para metros quadrados.

Quando uma segunda bobina é colocada perto da primeira bobina (com mudança do fluxo), a tensão alternada é levado a fluir na segunda bobina por um efeito conhecido como "indução mútua." Indutância mútua (indutância) é medida em unidades do Henry.
Figura 04 - Tipos de bobinas
O fluxo magnético variável numa bobina afeta em si, bem como outras bobinas. Isso é chamado de auto indução. Auto-indutância é comumente referido como simplesmente "indutância", e é simbolizado por "L". A unidade de indutância é o Henry (H).
A definição de "Henry" é "Quando uma corrente de um fluxo de ampères através de uma bobina dada em 1 segundo de tal forma que 1 volt é induzida para o fluxo de uma segunda bobina, a indutância mútua entre as bobinas é dito ser um Henry."
Característica de bobinas: Quando a corrente começa a fluir na bobina, a bobina resiste ao fluxo. Quando corrente diminui, a bobina faz corrente continue a fluir (brevemente) à taxa anterior.
Isso é chamado de "lei de Lenz". 'O sentido da corrente induzida na bobina é tal que se opõe a mudança no campo magnético que produziu ele.'
Figura 05 - Filtro de ondulação em fonte CC
Esta característica é utilizada para o circuito de filtro de ondulação da fonte de alimentação em que transforma a corrente alternada (AC) para corrente contínua (DC). Quando um retificador é usado para fazer DC a partir de AC, a saída do retificador sem um circuito de filtro de ondulação. Corrente DC pulsante tem um componente AC grande. Um circuito de filtro muitas vezes combina bobina e capacitores. A bobina resiste à variação da corrente e capacitores suplementa o fluxo de corrente através do circuito de descarga em que a tensão de entrada cai. Assim a ondulação é diminuída a partir do circuito de filtro.
A figura 06 mostra um exemplo de uma bobina pequena. O indutor do lado esquerdo é enrolada com fio de cobre fino, sobre um pequeno núcleo de ferrite em forma de barra, e tem um valor de 100μH. É usado para a ressonância de alta frequência, ou para bloquear alta frequência. O diâmetro é de cerca de 4 mm, a altura de cerca de 7 mm.
Figura 06 - Indutores comerciais.
O valor da bobina pequeno como este é indicado com um código de cor, tal como um resistor. O valor deste tipo de bobina varia de 1μH a várias centenas de mH. 1μH, 2.2μH, 3.3μH, 3.9μH, 4.7μH, 5.6μH, 6.8μH, 8.2μH, 10μH, 15μH, 18μH, 22μH, 27μH, 33μH, 39μH, 46μH, 56μH, 68μH, 82μH, 100μH outro.
A segunda bobina da esquerda tem é feita de fino fio de cobre em torno de um núcleo de ferrite em forma de bastão. O valor é 470μH. O diâmetro do núcleo é de 4 mm, a altura é de 10 mm, e o diâmetro da bobina é de 8 mm.
Os dois dispositivos na direita na fotografia são transformadores de alta frequência. Eles são usados ​​para frequência intermédia (455KHz) sintonização de rádios, ou para circuitos osciladores. Para proteger as bobinas de fluxo magnético, e para evitar que os rolos de interferir com outros circuitos, as bobinas de alta frequência estão alojados numa caixa de metal chamado caso escudo. Neste caso deve ser ligada à terra. Como para o ajuste ou a oscilação, este tipo de transformador pode alterar o seu valor de indutância.
Figura 07 - Indutores axial moldado.
Atualmente encontramos indutores encapsulado que são muito similares aos resistores, no entanto a cor do corpo é verde "cítrico" ou azul "piscina" com valores comerciais de 0,1 µH a 100 mH, codificado com código de cores. Usado em uma grande variedade de circuitos como: osciladores, filtros e outros.

Informações sobre Indutores axial podem ser obtidas no link: 19_05_01 Indutor Axial Moldado .
Informações sobre Indutores radial podem ser obtidas no link: 19_05_02 Indutor Radial (Choke) .
Informações sobre Indutores tambor podem ser obtidas no link: 23_04_03 Indutor Tambor Moldado .

Há uma lista de exercícios para identificação de indutores: 24_04_03 R3 Tipos de Indutores.

Código de cores de indutores disponível em: 24_04_04 Código de cores indutores axiais.

Há no link á seguir um resumo de informações sobre indutores elaborado pelo Prof. Sinésio Raimundo Gomes que pode ser baixada emAula 24 - Tudo sobre Indutores.

© Direitos de autor. 2024: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 01/04/2024

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