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Indutância de fios retos e bobinas

Indutância de fios retos e bobinas

Embora as bobinas normalmente venham à mente quando se pensa em indutância, um fio reto também tem indutância associada.

Para a maioria das aplicações de baixa frequência e comprimentos de fio normais, essa indutância pode ser ignorada, mas conforme as frequências aumentam, a indutância dos fios pode se tornar muito significativa.

A indutância pode ser calculada para um fio reto e também para bobinas, embora possa ser mais difícil calcular a indutância de um cols, pois há muitas variáveis ​​envolvidas, incluindo as dimensões, constantes e semelhantes.

A vantagem de usar uma bobina onde a indutância é necessária é que ela fornece um nível muito mais alto de indutância dentro de um determinado volume, pois há interação magnética entre as diferentes espiras da bobina.

Calculando indutância

Em geral, é possível calcular a indutância a partir do conhecimento das equações de Maxwell. No entanto, a matemática envolvida nem sempre é fácil. Além disso, os sinais de alta frequência significam que aspectos como o efeito de pele precisam ser acomodados, uma vez que afeta questões como as densidades de corrente de superfície e o campo magnético e isso pode envolver o uso da equação de Laplace.

Consequentemente, é possível aplicar algumas simplificações realistas para fornecer cálculos e equações mais utilizáveis ​​para determinar a indutância.

Por exemplo, muitas vezes pode ser assumido que onde fios "finos" são usados, a distribuição de corrente através do fio será constante em todo o diâmetro do fio, e isso por si só permite simplificações consideráveis ​​no cálculo da indutância de um fio.

Indutância de um único fio reto

Para a maioria das aplicações, a indutância de um fio reto é ignorada. A indutância é muito baixa e, para a maioria das aplicações, é muito pequena para ter qualquer efeito significativo no circuito.

No entanto, à medida que as frequências sobem na região das microondas, mesmo a indutância de comprimentos curtos de fio pode ter um efeito significativo.

Embora o cálculo da indutância de um comprimento de fio possa parecer um cálculo simples, não é tão simples quanto pode parecer à primeira vista. O fluxo de um comprimento de fio irá interagir com o fluxo de outros fios, ou mesmo com o comprimento do condutor que está conectado ao comprimento sendo considerado.

É possível calcular a indutância teórica da indutância interna mais externa de um comprimento reto de fio em baixas frequências.

eudc = 2eu(registroe(2eur)-0.75)

Onde:
eudc = indutância de baixa frequência em nanohenries
l = comprimento do fio em cm
r = raio do fio em cm

Este cálculo assume que o raio do fio é muito menor que o comprimento.

Para altas frequências, o efeito de pele significa que a indutância interna tende a zero e a fórmula geral de indutância de alta frequência torna-se:

eudc = 2eu(registroe(2eur)-1.0)

Em vista de todas as interações dentro de um circuito, essas fórmulas fornecem apenas um valor aproximado para a indutância. Eles fornecem uma indicação muito boa da magnitude, mas não podem levar em consideração todos os efeitos do circuito e do par de fluxo magnético externo, etc.


Assista o vídeo: Indutância: Como aumentar a indutância de um indutor? (Janeiro 2022).