Bobina num Circuito de CC
Experimento: A tensão CC na bobina é ligada e desligada. A curva de tensão na bobina e a corrente são medidas.
Bobina num Circuito de CC, indutividade num Circuito de CC
Se a tensão na bobina for desligada, isto corresponde a uma grande alteração na corrente. A bobina reage a isso e induz uma tensão no próprio circuito. Em outras palavras, a bobina tenta manter o fluxo atual.
Este fenômeno é chamada autoindutância ou autoindução.
Uma bobina tem uma indutividade L de 1 H (pronuncia-se "Henry") se uma tensão de autoindução de 1 V for produzida em um segundo com uma alteraçao de corrente constante de 1 A.
Símbolo da fórmula Indutância: L
Unidade: Henry H ou Ωs
A tensão de auto-indutância é proporcional à mudança na corrente ao longo do tempo. Ela é calculada por:
Uind = - dΦ = - L dI
. dt dt
Nota: O termo "Indutância" também é geralmente usado como um termo genérico para a bobina.
Tenha cuidado ao desligar as indutâncias! A tensão de auto-indução pode ser várias vezes maior do que a tensão de alimentação!
Fatores que afetam a indutância
Campo magnético de uma bobina
A bobina pode armazenar energia sob a forma de um campo magnético. A capacidade da bobina de construir esse campo magnético, ou seja, indutância, depende da força da corrente e das propriedades geométricas da bobina mesmo.
Os seguintes fatores afetam a indutância de uma bobina:
- Número de voltas do fio na bobina - Quanto maior o número de voltas do fio na bobina, maior a quantidade de força do campo magnético e, portanto, maior a indutância.
- Área da bobina - maior área da bobina significa menor oposição à formação de fluxo de campo magnético para uma determinada quantidade de força de campo
- Comprimento da bobina - quanto menor o comprimento da bobina, maior a indutância. (considerando a bobina reta). Razão: A intensidade do campo magnético diminui com o aumento do comprimento.
O seguinte se aplica a uma bobina de ar (sem núcleo):
Na qual:
- L = indutância
- Permeabilidade do ar µ0 = 4π 10-7 (H/m) ou 1.257 * 10-6 Vs/Am
- N = número de voltas da bobina
- A = área da seção transversal do núcleo em metros quadrados
- l = comprimento da bobina em metros
Se inserirmos um núcleo de material ferromagnético, as propriedades indutivas da bobina aumentam. O fator pelo qual a condutividade magnética aumenta é descrito pela chamada permeabilidade relativa μr. Nossa fórmula, portanto, muda para:
Considerando a energia de uma bobina:
Quanto maior a indutância L de uma bobina, mais energia ela pode armazenar em seu campo magnético. A equação para isto é:
E = 1 L * I2
. 2
Exemplo: Uma bobina de ar tem as seguintes características: Número de voltas 10000, comprimento 20 cm, seção transversal 20 cm2. Qual é a indutância da bobina?
