FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Roteiro para Aula Prática de Física
Prof.:
Data: ____/____/____
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Roteiro elaborado pelo Professor Luiz André Mützenberg
INDUTORES
Objetivo: Estudar os fatores que influem na passagem de corrente por uma bobina.
As bobinas, ou indutores, são componentes indispensáveis no tratamento e controle de sinais, tensões e correntes alternadas, assim como
resistores e capacitores, elas são componentes básicos de circuitos elétricos
e eletrônicos.
D
Todas as bobinas possuem uma resistência elétrica, nas bobinas com
poucas espiras esta resistência pode ser desprezada, pois o fio de cobre com
que as bobinas normalmente são feitas tem uma resistividade muito pequena, normalmente tem um diâmetro, d, grande e comprimento pequeno, mas
as bobinas de muitas espiras são feitas com fios de cobre muito finos e
muito compridos, de modo que a resistência elétrica fique grande, a resisn
tência de bobina pode ser calculada com a equação do trabalho prático
l
sobre Resistividade, desde que conheçamos a resistividade do material de
d
que é feita a bobina, o diâmetro, d, do fio pode ser medido com paquímetro
ou micrômetro e o comprimento pode ser calculado conhecendo do raio, D/2, da bobina e o número, n, de espiras. A resistência da bobina é importante para dimensionar bobinas que serão usadas em circuitos de corrente
contínua, como os eletroímãs. Quando a bobina está pronta a resistência elétrica pode ser medida com um ohmímetro.
Uma corrente alternada sofre uma resistência quando ela tenta percorrer uma bobina, pois a corrente alternada muda constantemente o campo magnético que se forma na bobina. A resistência que a corrente alternada sofre quando tenta percorrer uma bobina, esta resistência recebe o nome de reatância e ela depende da indutância da bobina e da freqüência da tensão alternada que é aplicada sobre a bobina. A reatância em uma bobina
surge por causa da força contra eletromotriz.
A indutância, L, da uma bobina pode ser calculada a partir de suas características
D/l
k
geométricas, comprimento, l, área, A, e do número, n, de espiras. L=k.µ0.n2.A/l onde µ0
10
0,2
é a permeabilidade do vácuo que vale 4π x 10-7 e k é uma constante que depende da
2
0,5
relação D/l conforme a tabela à direita.
1
0,6
A unidade de medida da indutância é o volt.segundo/ampère, V.s/A, esta unidade
0,2
0,9
recebe o nome especial de Henry, H. Uma indutância de um Henry é muito grande, por
0,1
~1
isso se usa muito o mH e o µH.
<
0,1
1
O valor de indutância depende do meio que existe no interior da bobina, a grande
maioria dos materiais influi pouco no valor da indutância, mas existe um grupo, chamado de materiais ferromagnéticos, que é muito sensível a presença de um campo magnético e que podem
aumentar muito o valor da indutância se forem introduzidos na bobina. As substâncias ferromagnéticas são o
ferro, o cobalto, o níquel e ligas que contenham destes átomos. Os materiais ferromagnéticos podem ser imantados e desta forma eles aumentam significativamente o campo magnético produzido pela espira.
Bobina
300 espiras com ar
300 espiras com núcleo de Fe
600 espiras com ar
600 espiras com núcleo de Fe
1200 espiras com ar
1200 espiras com núcleo de Fe
10 espiras com ar
10 espiras com núcleo de Fe
Freqüência de 60Hz
Tensão
Corrente
(
)
(
)
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Freqüência de 0Hz
Tensão
Corrente
(
)
(
)
Agora que temos uma noção do que é indutância podemos estudar um pouco o conceito de reatância.
Quando tentamos passar uma corrente continua por uma bobina, esta, praticamente não oferece resistência,
estabelecendo uma tenção alternada de baixa freqüência sobra a bobina, a bobina vai oferecer uma resistência
pequena para a passagem da corrente alternada pois neste caso a rapidez com que o campo magnético deve
mudar é pequena, à medida que a freqüência aumenta a rapidez com que o campo magnético terá que mudar
também aumenta, e por isso a bobina irá oferecer uma resistência maior a passagem da corrente alternada. A
reatância indutiva, XL, da bobina pode ser calculada pela equação XL = 2.π.f.L onde f representa a freqüência de
oscilação da tenção alternada.
Conclusão:
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