Mutual Induction and Mutual Inductance with Dot Convention

Definição de Indução Mútua

A indução mútua é um fenômeno em que uma bobina tem uma f.e.m. (força eletromotriz) induzida nela devido à taxa de variação da corrente em uma bobina adjacente de tal maneira que o fluxo da corrente de uma bobina se liga à outra bobina.

Definição de Indutância Mútua

A indutância mútua é a razão entre a f.e.m. induzida em uma bobina e a taxa de variação da corrente de outra bobina adjacente, de tal forma que as duas bobinas estejam em condições de ligação de fluxo.

Indução Mútua

Sempre que há uma corrente variável no tempo em uma bobina, o fluxo variável no tempo se ligará à própria bobina, causando uma f.e.m. induzida na bobina. Esta f.e.m. é vista como uma queda de tensão na bobina ou indutor. No entanto, não é prático que uma bobina se ligue apenas com seu próprio fluxo variável. Quando uma corrente variável no tempo flui em outra bobina colocada perto da primeira, o fluxo produzido pela segunda bobina também pode se ligar à primeira. Este fluxo variável de ligação da segunda bobina também induzirá uma f.e.m. na primeira bobina. Este fenômeno é chamado de indução mútua e a f.e.m. induzida em uma bobina devido à corrente variável no tempo fluindo em qualquer outra bobina é chamada de f.e.m. mutuamente induzida. Se a primeira bobina também estiver conectada a uma fonte variável no tempo, a f.e.m. líquida da primeira bobina será o resultado da f.e.m. induzida e mutuamente induzida.

Coefficiente de Indução Mútua ou Indutância Mútua

Vamos considerar uma bobina de autoindutância L1 e outra bobina de autoindutância L2. Agora, vamos considerar que há um núcleo magnético de baixa relutância que acopla ambas as bobinas de tal maneira que todo o fluxo criado por uma bobina se liga à outra bobina. Isso significa que não haverá vazamento de fluxo no sistema.
Agora, aplicaremos uma corrente variável no tempo na bobina 1, mantendo a bobina 2 aberta. A tensão induzida na bobina 1 será
Agora, manteremos a primeira bobina aberta e aplicaremos uma corrente variável no tempo na bobina 2. O fluxo produzido pela bobina 2 se ligará à bobina 1 através do núcleo magnético, e, como resultado, a f.e.m. induzida na bobina 1 será
Aqui, M é o coeficiente de indutância mútua ou, em resumo, indutância mútua. Sem perturbar a fonte na bobina 2, conectaremos uma fonte de corrente variável no tempo na bobina 1. Nessa situação, haverá uma f.e.m. induzida na bobina 1 devido à sua própria corrente e também uma f.e.m. mutuamente induzida na bobina 1 devido à corrente na bobina 2. Portanto, a f.e.m. resultante induzida na bobina 1 será
A f.e.m. mutuamente induzida pode ser aditiva ou subtrativa, dependendo da polaridade da bobina. A expressão de M é

Esta expressão é justificada apenas quando todo o fluxo criado por uma bobina se liga à outra, mas, na prática, nem sempre é possível ligar todo o fluxo de uma bobina à outra. O valor real da indutância mútua depende da quantidade real de fluxo de uma bobina que se liga à outra. Aqui, k é um coeficiente que deve ser multiplicado por M para obter o valor real da indutância mútua.

Convenção de Ponto

Como já dissemos, se a f.e.m. mutuamente induzida será aditiva ou subtrativa depende da polaridade relativa das bobinas acopladas mutuamente. A polaridade relativa de duas ou mais bobinas acopladas mutuamente é denotada pela convenção de ponto. É representada com um ponto marcado em uma extremidade de uma bobina. Se, num instante, a corrente está entrando em uma bobina pelo lado pontilhado, então a f.e.m. mutuamente induzida na outra bobina terá a polaridade positiva no lado pontilhado desta última. Pode-se dizer de outra forma que, se a corrente está saindo de uma bobina pelo lado pontilhado, então a f.e.m. mutuamente induzida na outra bobina terá a polaridade negativa no lado pontilhado desta última.

Fonte: Electrical4u.

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