Indutores

Como os capacitores, os indutores são chamados elementos de armazenamento. Outra semelhança com o capacitor, é que o indutor apresenta suas características apenas quando ocorre uma mudança na tensão ou na corrente do circuito.

Um detalhe importante é que o indutor é o dual do capacitor, ou seja, o que vale para a corrente de um é aplicável à tensão do outro (e vice-versa). Esse componente tem inúmeras aplicações em eletrônica e sistemas de potência, sendo usado em:

• Fontes de tensão;
• Transformadores;
• Rádio;
• TVs;
• Radares e até em motores elétricos.

Neste artigo vamos entender as particularidades e o funcionamento dos indutores.

Características do Indutor

Enquanto que capacitores ideais armazenam a energia cedida a eles na forma de campo elétrico, os indutores ideais armazenam a energia cedida a eles na forma de campo magnético.

Os Melhores Treinamentos sobre Sistemas embarcados e IoT

Cursos com professores qualificados para acelerar sua carreira e projetos

MATRÍCULE-SE AGORA

O campo magnético pode ser representado por linhas de campo magnético, que são semelhantes às linhas de campo elétrico. Existe um campo magnético em torno de qualquer condutor percorrido por uma corrente, quando o condutor é enrolado (formando uma espira) as linhas de campo resultantes passam a ter a mesma direção e o mesmo sentido no centro da espira.

Assim, uma bobina com mais de uma espira produzirá um campo magnético com um caminho contínuo, como mostrado na Figura 1.

É preciso enfatizar que qualquer condutor possui propriedades indutivas e pode ser considerado um indutor. Para aumentar o efeito indutivo, os indutores usados na prática geralmente são constituídos por uma bobina cilíndrica com diversas espiras de fio condutor, conforme pode ser visto na Figura 2. 

Nos circuitos representados neste artigo, o indutor aparecerá conforme mostrado na Figura 3a, mas na prática ele possui a forma mostrada na Figura 3b.

Indutância 

O nível de indutância descreve a força do campo magnético em torno da bobina, devido a aplicação de uma corrente. Assim, quanto maior o nível de indutância, maior a força do campo magnético. 

Em outras palavras, a tensão de 1 volt ocasionada por uma variação na corrente de 1 A/s através da bobina é o nível de indutância 1 henry (H), que a unidade medida de indutância. 

A indutância depende das dimensões físicas e da forma que o indutor foi construído. Então, ele é dependente da área dentro da bobina, do comprimento e da permeabilidade do material do núcleo, além disso, o número de espiras na bobina também é importante.

A fórmula para cálculo da indutância varia de acordo com o tipo de indutor, mas para entender o cálculo vamos ver a equação para dois dos formatos mais populares:

onde:

• L – Indutância (H)
• µ – permeabilidade (Wb/A‧m)
• N = número de espiras 
• A = área (m²) 
• l = comprimento (m)

Os indutores comerciais são encontrados em diferentes valores e tipos, mas é preciso frisar que a maioria deles está na faixa do milihenry (mH) ou microhenry (µH).

Tipos de Indutores

De maneira geral, o tamanho de um indutor é determinado pelo tipo de construção, pelo núcleo usado e pela especificação de corrente.

Tipo	Valores típicos	Aplicações	Imagem
Indutores de núcleo de ar	2,5 nH a 1 µH	Aplicações de alta frequência.
Toroidal	10 µH a 30 mH	Usado em linhas de transmissão para filtrar e reduzir interferências eletromagnéticas. Comum em muitos eletrodomésticos.
Cilíndrico	3 µH a 1 mH	Usado em linhas de transmissão de alta corrente.
Linha de retardo	10 µH a 50 µH	Usado em receptores de televisão em cores com o objetivo de corrigir as diferenças de tempo entre os sinais coloridos e o sinal de preto e branco.
Cilíndrico de modo comum	0,6 mH a 50 mH	Usado em filtros de linha CA, interruptores de suprimento de energia, carregadores de bateria e outros equipamentos eletrônicos.
RF Chokes	10 µH a 470 mH	Usado em receptores de rádio, televisão e em circuitos de comunicação. Comumente são encontrados em circuitos de AM, FM e UHF.
Encapsulado	0,1 µH a 100 mH	Usado em uma grande variedade de circuitos como: osciladores, filtros e outros.
Para montagem em superfície	0,01 µH a 250 µH	Encontrado em muitos circuitos eletrônicos que exigem componentes em miniatura para que sejam montados em placas de circuito impresso com multicamadas.

Propriedades dos Indutores

    Há algumas propriedades dos indutores que merecem atenção e serão listadas abaixo:

1. O indutor atua como um curto-circuito em corrente contínua;
2. O indutor se opõe à mudança de fluxo de corrente através dele, então:
   1. A corrente através de um indutor não pode mudar instantaneamente;
3. Como o capacitor ideal, o indutor ideal não dissipa energia. Logo, a energia armazenada nele pode ser recuperada em outro momento.
4. O indutor real, não ideal, tem um componente resistivo semelhante aos capacitores reais. 
   1. Isso se deve ao fato de que o indutor é feito de um material condutor que possui certa resistência denominada resistência de enrolamento (R_w). R_w aparece em série com a indutância do indutor e a sua presença torna tanto um dispositivo armazenador de energia como um dispositivo dissipador de energia,
   2. Por R_w, normalmente ser é muito pequena, ela é ignorada na maioria dos casos;
5. O indutor não ideal também tem um componente capacitivo com capacitância de enrolamento C_w.
   1. Isso ocorre porque a capacitância aparece sempre que há duas superfícies condutoras separadas por um isolante (como o ar),
   2. A C_w é muito pequena e pode ser ignorada na maioria dos casos, exceto em altas frequências.

Referências

ALEXANDER, Charles K.. Fundamentos de circuitos elétricos. Porto Alegre: Amgh, 2013.

BOYLESTAD, Robert L.. Introdução à análise de circuitos. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2012.