Indutância: Noções Básicas, Definições e Mais

A indutância é um dos principais parâmetros básicos associados a qualquer circuito elétrico ou eletrônico e os próprios indutores são usados para fornecer níveis específicos de indutância dentro de um circuito.

_______________________________________________________________________

Nosso tutorial sobre indutância inclui:

Indutância | Símbolos | Lei de Lenz | Auto indutância | Cálculos de reatância indutiva | Teoria da reatância indutiva | Indutância de fios e bobinas | Indutância Mútua | Transformadores
_______________________________________________________________________

A indutância é um parâmetro fundamental em projetos de circuitos elétricos e eletrônicos. Como resistência e capacitância, é um parâmetro elétrico básico que afeta todos os circuitos em algum grau.

A indutância é usada em muitas áreas de sistemas e circuitos elétricos e eletrônicos. Os componentes eletrônicos podem estar em uma variedade de formas e podem ser chamados por uma variedade de nomes: bobinas, indutores, bobinas, transformadores, . . . Cada um deles também pode ter uma variedade de variantes diferentes: com e sem núcleos e os materiais do núcleo podem ser de diferentes tipos.

Compreender a indutância e as diferentes formas e formatos de indutores e transformadores é fundamental para fornecer uma compreensão do que está acontecendo dentro dos circuitos elétricos e eletrônicos.

O termo indutância foi cunhado por Oliver Heaviside em 1886. Costuma-se usar o símbolo L para indutores mostrados em diagramas de circuitos e indutância em equações em homenagem ao físico Heinrich Lenz.

Desde então, o termo indutor permaneceu em uso como o termo primário para descrever essa forma de parâmetro elétrico. Também muitos componentes eletrônicos que têm a indutância como parâmetro primário levam o nome que foi cunhado por Appleton.

Conheça alguns ótimos livros para iniciantes da eletrônica:

NOÇÕES BÁSICAS DE INDUTÂNCIA

A indutância é a capacidade de um indutor de armazenar energia e faz isso no campo magnético que é criado pelo fluxo de corrente elétrica.

A energia é necessária para configurar o campo magnético e essa energia é liberada quando o campo cai.

Como resultado do campo magnético associado ao fluxo de corrente, os indutores geram uma tensão oposta proporcional à taxa de variação da corrente em um circuito.

A indutância é causada pelo campo magnético gerado por correntes elétricas que fluem dentro de um circuito elétrico. Normalmente bobinas de fio são usadas como uma bobina aumenta o acoplamento do campo magnético e aumenta o efeito.

Existem duas maneiras de usar a indutância:

• Auto-indutância: A auto-indutância é a propriedade de um circuito, geralmente uma bobina, em que uma mudança na corrente causa uma mudança na tensão nesse circuito devido ao efeito magnético causado pelo fluxo de corrente. Pode-se ver que a auto-indutância se aplica a um único circuito – em outras palavras, é uma indutância, normalmente dentro de uma única bobina. Este efeito é usado em bobinas simples ou bobinas.Leia mais sobre . . . . auto indutância.
• Indutância mútua : A indutância mútua é um efeito indutivo em que uma mudança na corrente em um circuito causa uma mudança na tensão em um segundo circuito como resultado de um campo magnético que liga os dois circuitos. Este efeito é usado em transformadores.

DEFINIÇÃO DA UNIDADE DE INDUTÂNCIA

Ao indicar um indutor em um diagrama de circuito ou dentro de uma equação, geralmente o símbolo “L” é usado. Nos diagramas de circuito, os indutores geralmente são numerados, L1, L2, etc.

A unidade SI de indutância é o henry, H, que pode ser definido em termos de taxa de variação de corrente e tensão.

Definição do Henrique:

A indutância de um circuito é um henry se a taxa de variação da corrente em um circuito é de um ampere por segundo e isso resulta em uma força eletromotriz de um volt.

Um henry é igual a 1 Wb/A.

INDUTÂNCIA – O QUE ACONTECE

Quando uma corrente flui dentro de um condutor, seja em linha reta ou na forma de uma bobina, um campo magnético se acumula ao redor dele e isso afeta a maneira como a corrente se acumula depois que o circuito é feito.

Em termos de como a indutância afeta o circuito elétrico, é útil observar a maneira como o circuito opera, primeiro para uma corrente contínua e depois para uma corrente alternada. Embora sigam as mesmas leis e resultem os mesmos efeitos, ajuda na explicação, o exemplo da corrente contínua é mais simples, e então essa explicação pode ser usada como base para o caso da corrente alternada.

• Corrente direta:

À medida que o circuito é feito, a corrente começa a fluir. À medida que a corrente aumenta para seu valor constante, o campo magnético que ela produz se acumula até sua forma final. À medida que isso ocorre, o campo magnético está mudando, então isso induz uma tensão de volta à própria bobina, como seria esperado de acordo com a Lei de Lenz.

A constante de tempo T em segundos do circuito que incluirá o valor do indutor L Henries e a resistência do circuito associada, R Ohms, pode ser calculada como L/R. T é o tempo para a corrente I amperes subir para 0,63 de seu valor final de estado estacionário de V/R. A energia armazenada no campo magnético é 1/2 LI ² .

Quando a corrente é desligada, isso significa que efetivamente a resistência do circuito aumenta repentinamente até o infinito. Isso significa que a razão L/R se torna muito pequena e o campo magnético cai muito rapidamente. Isso representa uma grande mudança no campo magnético e, consequentemente, a indutância tenta manter a corrente fluindo e um EMF de retorno é configurado para se opor a isso decorrente da energia armazenada no campo magnético.

Quando o EMF traseiro é configurado, as tensões muito altas geradas significam que faíscas podem aparecer no contato da chave, especialmente quando o contato é quebrado. Isso leva a contatos corroídos e desgaste em quaisquer interruptores mecânicos. Em circuitos eletrônicos, este EMF de volta pode destruir dispositivos semicondutores e, portanto, maneiras de reduzir esse EMF de volta são frequentemente empregadas.

• Corrente alternada:

Para o caso da corrente alternada que passa por um indutor, os mesmos princípios básicos são usados, mas como a forma de onda é repetitiva, tendemos a olhar para a forma como o indutor responde de maneira um pouco diferente, pois é mais conveniente.

Por sua própria natureza, uma forma de onda alternada está mudando o tempo todo. Isso significa que o campo magnético resultante sempre estará mudando e sempre haverá um EMF induzido de volta. O resultado disso é que o indutor impede o fluxo da corrente alternada através dele como resultado da indutância. Isso é além da resistência causada, mas a resistência ôhmica do fio.

Isso significa que se a resistência ôhmica do indutor for baixa, ele passará corrente contínua, DC com pouca perda, mas pode apresentar alta impedância para qualquer sinal de alta frequência. Esta característica de um indutor pode ser usada para garantir que quaisquer sinais de alta frequência não passem pelo indutor.

Leia mais sobre . . . . cálculos de reatância indutiva.

Um outro aspecto da indutância é que a reatância de um indutor e a de um capacitor podem atuar juntas em um circuito para cancelar uma à outra. Isso é conhecido como ressonância e é amplamente utilizado em filtros passa-faixa.

INDUTÂNCIA DE FIOS E BOBINAS

Fios retos e bobinas têm uma indutância. Normalmente as bobinas são usadas para indutores porque a ligação do campo magnético entre as diferentes espiras da bobina aumenta a indutância e permite que o fio seja contido em um volume menor.

Se o fio não estivesse enrolado, muitas vezes seriam necessários comprimentos muito longos de fio, tornando os componentes eletrônicos dessa natureza inviáveis. Ao enrolar o fio, a indutância é maximizada, permitindo que os indutores sejam incorporados em muitos circuitos eletrônicos.

No entanto, mesmo a indutância de um fio reto pode afetar alguns circuitos eletrônicos. Para a maioria das aplicações de baixa frequência, a indutância de um fio reto pode ser ignorada, mas à medida que a frequência aumenta na região de VHF e além, a indutância do próprio fio pode se tornar significativa e as interconexões precisam ser mantidas curtas para minimizar os efeitos.

Os cálculos estão disponíveis para permitir que a indutância dos fios seja calculada com bastante precisão, mas a indutância das bobinas é um pouco mais complicada e depende de uma variedade de fatores, incluindo a forma da bobina e a constante do material dentro e ao redor da bobina.

Leia mais sobre . . . . indutância de fios retos e bobinas.

INDUTORES

Existe uma grande variedade de indutores usados ​​para fornecer indutância dentro de um projeto de circuito eletrônico. Esses componentes eletrônicos podem assumir muitas formas: alguns podem ser grandes, outros pequenos e podem ter muitos formatos.

Esses componentes podem ser usados ​​em toda uma variedade de projetos de circuitos eletrônicos, mas duas das principais aplicações estão no projeto de circuitos de RF, onde os indutores são uma forma importante de componente eletrônico.

Eles também são amplamente usados ​​em filtros para itens como EMC, onde os sinais eletrônicos gerados em um item eletrônico precisam ser impedidos de causar interferência em outros itens do equipamento. Por exemplo, uma forma simples de indutor é frequentemente vista em cabos de computador, onde uma ferrite é adicionada ao redor de um cabo para adicionar indutância e impedir que os sinais viajem ao longo do cabo e sejam transmitidos, dando origem à possibilidade de interferência em outros sistemas.

Nota sobre indutores:

Indutores são componentes eletrônicos que usam indutância em um circuito eletrônico. Esses indutores são normalmente componentes enrolados com muitas voltas de fio para aumentar o nível de indutância. Eles também podem ser usados ​​em núcleos ferromagnéticos para aumentar ainda mais o nível de indutância.

Leia mais sobre Indutores.

Para qualquer pessoa que esteja realizando qualquer projeto de circuito eletrônico, há uma seleção muito boa desses componentes disponíveis que permitem que todos os tipos diferentes de circuitos e funções sejam acomodados.

A indutância é um aspecto muito importante do projeto de circuitos eletrônicos. Embora os indutores não sejam tão amplamente usados ​​em projetos de circuitos eletrônicos de baixa frequência porque o tamanho dos componentes eletrônicos necessários para fornecer os níveis de indutância necessários é grande, eles são amplamente usados ​​para frequências muito mais altas em projetos de radiofrequência, bem como em EMC – onde a filtragem é usada, muitas vezes usando indutores para garantir que qualquer interferência não seja capaz de passar por fios e cabos.

Em vista disso, a indutância é um aspecto muito importante da ciência elétrica e eletrônica e um entendimento básico é sempre muito útil.

________________________________________________________________

Voltar ao menu Conceitos básicos de eletrônica . . .