O que é indutor? Guia completo de Componentes Eletrônicos
Aula 06 - Indutor

6. Indutor

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Neste tópico, vamos explorar os indutores na eletrônica, explorando  o que é indutor, seu funcionamento e variedade de tipos disponíveis. Além disso, abordaremos suas aplicações amplamente difundidas em uma gama diversificada de dispositivos eletrônicos, enfatizando sua relevância e flexibilidade no âmbito da engenharia elétrica e eletrônica.

O que é indutor?

Indutores, também conhecidos como bobinas ou chokes, são componentes passivos essenciais na eletrônica, que armazenam energia na forma de campo magnético quando uma corrente elétrica os atravessa. Eles consistem em um fio enrolado em torno de um núcleo magnético ou não magnético. 

O que é indutor

A capacidade dos indutores de armazenar energia magnética os torna fundamentais em uma variedade de circuitos eletrônicos, desempenhando papéis essenciais em filtros, osciladores, conversores de energia e muito mais.

Como funciona o indutor?

Os indutores funcionam com base no princípio da indutância, que é a capacidade de um indutor de armazenar energia na forma de campo magnético quando uma corrente elétrica o atravessa. 

Quando uma corrente elétrica flui por um indutor, um campo magnético é gerado em torno dele. Esse campo magnético armazena energia na forma de energia magnética.

Como funcionam os indutores

Quando a corrente é interrompida, o campo magnético entra em colapso e induz uma tensão no indutor, de acordo com a Lei de Faraday. Essa tensão induzida se opõe à variação da corrente, gerando um efeito conhecido como autoindução.

Considere o circuito abaixo como exemplo. Quando a chave está conectada ao lado esquerdo do circuito, o indutor está acumulando energia na forma de campo magnético. Já quando a chave está posicionada no lado direito, a corrente flui na mesma direção, resistindo à variação.

circuito funcionado

Tipos de indutores

Existem diversos tipos de indutores, cada um projetado para atender a diferentes requisitos de aplicação e características elétricas específicas. 

Alguns dos tipos mais comuns de indutores incluem:

  • Indutores de Fio: São feitos enrolando um fio condutor em torno de um núcleo não magnético. Eles são simples, de baixo custo e amplamente utilizados em aplicações de baixa frequência.
  • Indutores de Núcleo Ferromagnético: Possuem um núcleo ferromagnético, como ferro ou ferrite, que aumenta a indutância do componente. São eficazes em aplicações de alta frequência e são utilizados em transformadores e indutores de potência.
  • Indutores Toroidais: Consistem em um fio enrolado em torno de um anel toroidal de material ferromagnético. Eles são eficientes e compactos, sendo utilizados em amplificadores de áudio, filtros de sinal e equipamentos de comunicação.
  • Indutores de Chip (SMD): São componentes montados em superfície (SMD) e são amplamente utilizados em placas de circuito impresso devido ao seu tamanho compacto e baixo perfil. São comuns em aplicações de alta frequência, como em dispositivos móveis e eletrônicos de consumo.
  • Indutores Variáveis: Também conhecidos como “variometers” ou “variáveis”, são indutores cuja indutância pode ser ajustada manualmente. São usados em sintonizadores de rádio, circuitos de sintonia de antenas e outros dispositivos sintonizáveis.

Esses são apenas alguns exemplos dos tipos de indutores disponíveis, cada um com suas próprias características e aplicações específicas. A escolha do tipo de indutor adequado depende das exigências de projeto, como frequência de operação, indutância necessária, tamanho físico e custo.

Indutância

A indutância é uma propriedade fundamental dos indutores que descreve sua capacidade de armazenar energia na forma de campo magnético quando uma corrente elétrica passa por eles. Ela é medida em henrys (H) e representa a quantidade de fluxo magnético gerado por uma corrente elétrica em um indutor. Quanto maior a indutância de um indutor, maior é sua capacidade de armazenar energia magnética. 

A indutância é influenciada pelo número de espiras no indutor, pelo material do núcleo (se houver) e pela geometria do componente. Em resumo, a indutância determina a capacidade de um indutor de resistir a mudanças na corrente elétrica que o atravessa, o que é fundamental em uma variedade de aplicações.

Indutor em série

Quando os indutores estão conectados em série, eles são dispostos um após o outro ao longo do mesmo caminho da corrente elétrica. Nesse arranjo, a corrente que passa por cada indutor é a mesma, mas a soma das diferenças de potencial (tensões) em cada indutor é igual à tensão total aplicada ao circuito. 

A indutância total de indutores em série é a soma das indutâncias individuais de cada indutor. Esse arranjo é comumente utilizado em circuitos onde é necessário aumentar a indutância total para alcançar um valor desejado. 

A fórmula para calcular a indutância total de indutores em série é simplesmente a soma das indutâncias individuais:

Ltotal=L1+L2+L3+…+Ln

onde:

  • Ltotal é a indutância total do circuito em série.
  • L1, L2, L3, …, Ln são as indutâncias individuais de cada indutor.

Indutor em paralelo

Quando os indutores estão conectados em paralelo, eles são dispostos de tal forma que cada um está conectado diretamente entre os mesmos dois pontos do circuito. Nesse arranjo, a tensão aplicada em cada indutor é a mesma, enquanto a corrente total que flui através dos indutores é a soma das correntes que passam por cada um deles individualmente. 

A indutância total de indutores em paralelo é mais complexa de calcular do que em série. Em um arranjo de indutores em paralelo, a indutância total é menor do que a indutância do menor indutor presente no circuito. Isso ocorre devido ao efeito de “acoplamento magnético” entre os indutores, onde eles compartilham fluxo magnético, resultando em uma redução da indutância total. 

A fórmula para calcular a indutância total de indutores em paralelo é:

1/Ltotal​​=1/L1​​+1/L2​​+1/L3​​+…+1/Ln​​

onde:

  • Ltotal é a indutância total do circuito em paralelo.
  • L1, L2, L3, …, Ln são as indutâncias individuais de cada indutor.

Utilizações comuns dos indutores

Os indutores têm uma variedade de utilizações em eletrônica devido às suas propriedades magnéticas e capacidade de armazenar energia em um campo magnético

Aqui estão algumas das utilizações mais comuns dos indutores:

  • Filtros de sinal: Indutores são frequentemente usados em combinação com capacitores para formar filtros de sinal, que podem ser usados para bloquear ou atenuar determinadas frequências em circuitos eletrônicos, como em sistemas de áudio e comunicação.
  • Conversores de energia: Em conversores de energia, como os utilizados em fontes de alimentação e inversores, os indutores desempenham um papel crucial na regulação e controle do fluxo de energia, ajudando a manter a estabilidade do circuito e reduzindo o ruído elétrico.
  • Armazenamento de energia: Indutores podem armazenar energia em um campo magnético e liberá-la quando necessário. Isso os torna úteis em aplicações como conversores DC-DC, onde podem ser usados para armazenar energia durante parte do ciclo de operação e liberá-la de forma controlada em outra parte.
  • Conversão de sinais: Em circuitos de comunicação e transmissão de dados, os indutores são usados para converter sinais elétricos em sinais magnéticos e vice-versa, facilitando a transmissão de informações por meio de cabos e linhas de transmissão.
  • Filtros de ruído: Indutores podem ser utilizados em circuitos de filtragem para reduzir o ruído e as interferências eletromagnéticas, ajudando a melhorar a qualidade do sinal e a estabilidade do circuito.
  • Estabilização de corrente: Em circuitos de controle de corrente, como em motores elétricos e sistemas de controle de potência, os indutores são utilizados para ajudar a estabilizar a corrente e reduzir oscilações indesejadas.

 

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