Indutores: Energia Armazenada e Características

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1. Introdução
O presente trabalho mostra diferentes tipos de indutores. Nesta investigação será
observada a Energia armazenada num indutor. Indutores que são componentes muito
utilizados na electrónica (em circuitos elétricos, eletrônicos e digitais). Podemos dizer
que o indutor é um “primo” do Capacitor. O Capacitor funciona armazenando energia
no campo eléctrico em seu interior. Já o Indutor funciona armazenando a energia no
campo magnético e precisa de corrente para armazenar a energia. Eles são muito
utilizados em transformadores e motores.
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1.1. Objectivos
 Objectivo Geral
Conhecer a constituição, as características dos indutores. Estudar a Energia
armazenada de um indutor. Apresentar conceito da indutância.
 Objectivos Específicos
Definir, estudar a associação de indutores e indutância equivalente, fluxo
magnético e Força Magnetromotriz.
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2. Indutor
O indutor é um dispositivo de dois terminais composto por um fio condutor enrolado
em espiral e pode ser utilizado em circuitos como um filtro passa baixa, rejeitando as
altas frequências. Também costuma ser chamado de bobina, choke ou reactor.
Indutores são usados para impedir variações de corrente elétrica, para formar um
transformador e também em filtros que excluem sinais em alta frequência, os filtros do
tipo passa baixa.
os indutores e os capacitores tem por comum a capacidade de armazenar energia. Assim
como os capacitores, os indutores se opõem a corrente alternada. Também em
comparação aos capacitores, dizemos que:
1. Quanto mais rápida a variação da corrente em um espaço de tempo, mais a
quantidade de tensão nos terminais do indutor;
2. Não é aceito variações bruscas de corrente;
Uma corrente eléctrica passa pelo indutor que possui a simbologia:
2.1. Constituição
Os indutores são, geralmente, construídos como uma bobina de um material condutor,
como o cobre. Um núcleo ferromagnético, que aumenta a indutância concentrando as
linhas e força do campo magnético que fluem pelo interior das espiras condutoras.
Com as possibilidades de aplicação, os indutores podem ser construídos para uma
situação especifica como, por exemplo, em circuitos integrados. Neste caso o material
condutor geralmente é o alumínio.
Pequenos indutores feitos para serem usados em frequências altas podem ser feitos com
um fio passando através de um cilindro de ferrite.
2.2. Indutância
Finalmente podemos definir a grandeza mais importante para um Indutor: a Indutância.
A indutância de uma bobina depende de sua geometria No Capacitor a Capacitância
relaciona a Voltagem com a Carga Eléctrica acumulada. Já, no Indutor, a Indutância
relaciona a corrente com o Fluxo Ø, da seguinte forma:
 L = 
N .∅
i
Onde N é o número de espiras, I é a corrente e Ø o Fluxo.
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https://www.mundodaeletrica.com.br/como-funcionam-os-capacitores/
Indutância é a grandeza física associada aos indutores, é simbolizada pela letra L,
medida em henry (H), e representada graficamente por um fio helicoidal. A tensão nos
terminais do indutor é proporcional a corrente que nele passa.
 Matematicamente temos:
L = µ. N
2. A
l
 
onde: 
µr = permeabilidade relativa do material do núcleo
A = área da bobina ou área da secção transversal (m2)
l = distância entre os pólos da bobina ou comprimento (m)
2.3. Caracteristicas
Um indutor constitui-se de um filamento de cobre ou material condutor que recobre um
núcleo ferromagnético. Dessa forma podemos verificar pela ilustração acima que o fio
enrolado possui um comprimento “l” correspondente a toda sua extensão, e o núcleo
apresenta área de seção reta “A” por onde escoam as linhas de fluxo magnético do
campo que encontra-se presente aí.
Segundo Michael Faraday através de seus experimentos realizados em 1831, quando um
fluxo magnético percorre uma espira é capaz de gerar uma f.e.m. (força eletromotriz)
induzida entre os dois terminais que a representam. Essa tensão é contrária a causa que a
produziu gerando um campo que se opõe àquele proveniente da densidade de fluxo no
núcleo e conservando assim a energia resultante.
 O indutor é um elemento passivo que tem a característica de armazenar energia na
forma de campo magnético quando percorrido por uma corrente. 
Em suma, As três características principais do indutor são:
 Armazena energia em seu campo magnético;
 Comporta-se como um curto-circuito para níveis cc;
 A corrente que o atravessa não pode variar abruptamente. 
 
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2.4. Tipos de indutores
Os indutores podem se diferenciar nas características construtivas de cada modelo. Veja
abaixo os principais tipos de indutores:
 Núcleo de ar:
Nos indutores de núcleo de ar não usa-se material ferromagnético no núcleo.
Este possui perdas baixas, o que resulta em uma alta frequência. De baixa
indutância e usado para altas frequências.
 Núcleo ferromagnético:
Nestes modelos, o núcleo é feito de um material ferromagnético, o que resulta
em uma indutância muito maior, porém, também ocasiona em perdas. A
indutância maior é graças ao material, pois ele é capaz de concentrar melhor o
campo magnético.
 Núcleo laminado:
Usados em indutores de baixa frequência e transformadores. O núcleo é feito por
laminas de material aço-silício, envolvi as por verniz isolante. Estes compostos
não são escolhidos a toa. O verniz previne perdas por corrente parasita, e o
silício adicionado ao aço faz com que a histerese no material seja reduzida.
 Núcleo de ferrite:
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Estes indutores são feitos de um tipo de cerâmica ferromagnética, que tem um
melhor desempenho em altas frequências, onde são mais empregadas. Não
apresentam correntes parasitas além de baixa histerese.
 Bobinas toroidais:
O núcleo toroidal geralmente é feito de ferrite, e tem um formato de rosca.
Graças a este formato, é criado um caminho pelo qual o campo magnético
circula. Este tipo de núcleo é usado em bobinas que tem formato de bastão.
Neste caso o campo magnético sofre perdas à circular de uma extremidade a
outra, pelo contato com o ar. Por isso este núcleo foi projetado para fazer um
caminho para este campo, evitando o número de perdas.
2.5. Fluxo Magnético Ø
A energia de um indutor é armazenada no Fluxo Magnético. Matematicamente temos:
Ø = B . A;
A Permeabilidade Magnética de um material é dada por:
µ = µr . µo; 
Onde: µr é a permeabilidade relativa do material e µo é a permeabilidade magnética do
vácuo.
2.6. Força Magnetomotriz
Se num Capacitor a Voltagem é a grandeza física que provoca o armazenamento de
energia, no Indutor é a Força Magnetomotriz (F). F é dada por: 
F = N . i
onde N é o número de espiras do indutor e i é a corrente.
2.7. Energia dum Indutor
A energia (medida em joules, no SI) armazenada num indutor é igual à quantidade de
trabalho necessária para estabelecer o fluxo de corrente através do indutor e,
consequentemente, o campo magnético. É dada por:
Earmazenada = 
1
2 
LI2
onde: I é a corrente que circula pelo indutor.
Para potência, temos: 
 P = v. i P = (L
di
dt
)i
2.7.1. Em Circuitos Eléctricos
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No geral, a relação entre a variação da tensão de acordo com o tempo u(t) através de um
indutor com indutância L e a variação da corrente de acordo com o tempo i(t) que passa
por ele é descrita pela equação diferencial :
u(t)= L 
di(t)
dt
Onde:
u(t) é a tensão instantânea - sua unidade de medida é o volt (V)
 t é o tempo (s)
i(t) é a corrente instantânea - sua unidade de medida é o ampere (A)
A reactância indutiva é oposição à corrente alternada (CA) devida à indutância de um
circuito eléctrico, circuito electrónico ou bobina. É medida em ohms (Ω), designada
pelo símbolo e igual à indutância em henrys multiplicada por 2 π vezes a frequência em
Hetz.
2.8. Associações de indutores e Indutância Equivalente 
Assim como ocorre com resistores e capacitores, os indutores podem ser associados em
série, em paralelo e na forma mista. E cada associação deindutores terá um efeito
resultante a ser representado por um único indutor e sua indutância equivalente, que
armazenaria a mesma energia que a associação correspondente. 
Cada indutor de uma configuração em paralelo possui a mesma diferença de potencial
(tensão) que os demais. Para encontrar a indutância equivalente total (Leq):
1
Leq
 = 
1
L1
 + 
1
L2
 +…+ 
1
Ln
 
Para dois (2) indutores em paralelo: Leq = 
L1 ∙ L2
L1+L2
 
A corrente que passa através de indutores em série permanece a mesma, mas a tensão
de cada indutor pode ser diferente. A soma das diferenças de potencial é igual à tensão
total. Para encontrar a indutância total: 
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Leq = L1 + L2 + … + Ln
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3. Conclusão
No presente trabalho apresentado, constatamos que, os indutores são extremamente
importantes a muitos circuitos eléctricos, electrónicos e digitais para o seu
funcionamento. Ela impede variações na corrente eléctrica e quanto mais fino o fio é,
maior a resistência para o mesmo material.
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4.Bibliografia
1. «Indutor»(http://www.mundovestibular.com.br/articles/760/1/INDUTOR/Paacut
egina1.html). Mundo Vestibular. Consultado em 20 de Maio de 2019;
2. «Associação em Paralelo de Indutores»
(http://www.dt.fee.unicamp.br/~www/ea513/node56.html). Departamento de
Telemática da Unicamp. Consultado em 20 de Maio de 2019;
3. «Associação em Série de Indutores»
(http://www.dt.fee.unicamp.br/~www/ea513/node55.html). Departamento de
Telemática da Unicamp. Consultado em 20 de Maio de 2019;
4. «indutor»
(http://www.eletronicadidatica.com.br/componentes/indutor/indutor.htm).
Eletrônica Didática. Consultado em 19 de Maio de 2019;
5. https://pt.wikipedia.org/wiki/Indutor. Consultado em 19 de Maio de 2019
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https://pt.wikipedia.org/wiki/Indutor