O que é Indutância?
O que é Indutância?
A indutância ocorre quando uma mudança no fluxo de corrente é explorada com o objetivo de impedir que sinais com componentes de frequência mais alta passem, enquanto permite que sinais com componentes de frequência mais baixa passem. É por isso que os indutores às vezes são chamados de "estranguladores", pois efetivamente bloqueiam as frequências mais altas. Uma aplicação comum de um estrangulador é em um circuito de polarização de amplificador de rádio, onde o coletor de um transistor precisa ser fornecido com uma tensão CC sem permitir que o sinal RF (frequência de rádio) conduza de volta à fonte de alimentação CC.
Imagine um fio de 1.000.000 de milhas (cerca de 1.600.000 quilômetros) de comprimento. Imagine que fazemos deste fio um grande loop e, em seguida, conectamos suas extremidades aos terminais de uma bateria, conforme mostrado na Figura 1, impulsionando a corrente através do fio.
Se usássemos um fio curto para este experimento, a corrente começaria a fluir imediatamente, e atingiria um nível limitado apenas pela resistência no fio e pela resistência na bateria. Mas, como temos um fio extremamente longo, os elétrons precisam de algum tempo para se deslocar do terminal negativo da bateria, ao redor do loop, e de volta ao terminal positivo. Portanto, levará algum tempo para que a corrente atinja seu nível máximo.
O campo magnético produzido pelo loop será inicialmente pequeno, durante os primeiros momentos em que a corrente flui apenas em parte do loop. O campo aumentará à medida que os elétrons percorrem o loop. Uma vez que os elétrons atinjam o terminal positivo da bateria, de modo que uma corrente constante flua ao redor de todo o loop, a quantidade do campo magnético atingirá seu máximo e estabilizará, como mostrado na Figura 2. Nesse momento, teremos uma certa quantidade de energia armazenada no campo magnético. A quantidade de energia armazenada dependerá da indutância do loop, que depende de seu tamanho geral. Simbolizamos a indutância, como uma propriedade ou como uma variável matemática, escrevendo uma letra L maiúscula em itálico. Nosso loop constitui um indutor. Para abreviar "indutor", escrevemos uma letra L maiúscula, não-italizada.
Fig. 1. Podemos usar um enorme loop imaginário de fio para ilustrar o princípio da indutância
Obviamente, não podemos fazer um loop de fio com circunferência próxima a 1.000.000 de milhas. Mas podemos enrolar comprimentos razoavelmente longos de fio em bobinas compactas. Quando fazemos isso, o fluxo magnético para um determinado comprimento de fio aumenta em comparação com o fluxo produzido por um loop de uma única volta, aumentando a indutância. Se colocarmos uma barra ferromagnética chamada núcleo dentro de uma bobina de fio, podemos aumentar a densidade do fluxo e elevar a indutância ainda mais.
Podemos atingir valores de L muitas vezes maiores com um núcleo ferromagnético do que podemos obter com uma bobina similar de núcleo de ar, núcleo de plástico sólido ou núcleo de madeira seca. (Plástico e madeira seca têm valores de permeabilidade que diferem pouco do ar ou do vácuo; engenheiros ocasionalmente usam esses materiais como núcleos de bobinas ou "formas" para adicionar rigidez estrutural às espiras sem alterar significativamente a indutância.) A corrente que um indutor pode suportar depende do diâmetro do fio. Mas o valor de L também depende do número de voltas na bobina, do diâmetro da bobina e da forma geral da bobina.
Se mantivermos todos os outros fatores constantes, a indutância de uma bobina helicoidal aumenta em proporção direta ao número de voltas de fio. A indutância também aumenta em proporção direta ao diâmetro da bobina. Se "esticarmos" uma bobina com um certo número de voltas e um certo diâmetro, mantendo todos os outros parâmetros constantes, sua indutância diminuirá. Por outro lado, se "comprimirmos" uma bobina alongada, mantendo todos os outros fatores constantes, a indutância aumentará.
Em circunstâncias normais, a indutância de uma bobina (ou qualquer outro tipo de dispositivo projetado para funcionar como um indutor) permanece constante, independentemente da intensidade do sinal que aplicamos. Neste contexto, "circunstâncias anormais" referem-se a um sinal aplicado tão forte que o fio do indutor derrete, ou o material do núcleo aquece excessivamente. O bom senso de engenharia exige que tais condições nunca devam surgir em um sistema elétrico ou eletrônico bem projetado.
Fig. 2. Fluxo magnético relativo no e ao redor de um enorme loop de fio conectado a uma fonte de corrente, em função do tempo.
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