Bobina - Indutor

Bobinas e Indutores

Quando uma corrente elétrica flui através de um condutor de fio, desenvolve-se um fluxo magnético em torno do condutor com uma relação entre a direção deste fluxo magnético que circula em torno do condutor e a direção da corrente que flui através o mesmo condutor.

Uma outra propriedade importante relacionada com a bobina, o que é que uma tensão secundária é induzida na bobina pelo movimento do fluxo magnético, uma vez que se opõe ou resiste a alterações da corrente elétrica que por ele flui.

indutor ou bobina
Circuito com indutância em série

O indutor ou bobina, tem características similares às dos condensadores(capacitores), embora os papeis da tensão e da corrente estejam trocados. Basicamente, o indutor consiste num enrolamento condutor com ou sem núcleo. Quando o enrolamento é percorrido por corrente, estabelece-se um campo magnético. A linhas de fluxo magnético são contínuas e indicam, através da sua densidade, a intensidade do campo magnético em determinada região.

Na sua forma mais básica, um indutor não é mais do que uma bobina de fio enrolado ao redor de um núcleo central. Para a maioria das bobinas a corrente (i) que flui através da bobina produz um fluxo magnético (NΦ) ao seu redor que é proporcional ao fluxo de corrente elétrica.

Indutores são formadas por um fio enrolado em torno de um núcleo central sólido que pode ser uma haste cilíndrica linear ou um anel de ciclo contínuo que concentra o seu fluxo magnético.

bobina
Bobina, Comprimento, Secção

O valor de uma bobina com (N) espiras para criar um fluxo magnético a partir de determinada corrente (i) denomina-se Indutância (símbolo L) medida em Henry cujo símbolo é H.

indutancia, L=N/i
Indutância
  • L em Henry
  • N Número de espiras
  • i intensidade de corrente (ampere)

Usam-se normalmente sub múltiplos do Henry, milihenry (mH) e microhenry (µH) uma vez que a unidade é de grandes dimensões.
mH = 1/1000 H
µH = 1/1000000 H

Aplicação das bobinas

Têm diversas aplicações salientando-se a sua capacidade de produzir magnetismo. Porque o campo magnético em torno de um condutor individual é muito fraca, para que se possa aproveitar a energia do campo magnético, o fio condutor é enrolado e, assim, chega ao que é conhecido como a indutância ou bobina. Descoberto pelo físico Hans Christian Orsted em 1820 que observou o movimento da agulha de uma bússola quando próxima de um fio percorrido com corrente contínua.

A aplicação mais comum é produzir magnetismo, tornando-se a bobina num íman elétrico ou eletroíman. Com correntes reduzidas, o magnetismo produzido é muito fraco. No entanto, uma forma de reforçar é introduzir uma peça de ferro macio no interior da bobina (núcleo).
A utilização mais comum é o balastro(reator) no interior das armaduras das lâmpadas fluorescentes, que possibilitam o seu funcionamento.
A maior parte altifalantes tem como elemento central um eletroíman que se move em função da corrente recebida.
O automóvel a gasolina, por exemplo, usa uma bobina (de ignição) para produzir uma faísca que produz a ignição da gasolina e permitindo o funcionamento do motor. O transformador é um componente que usa pelo menos duas bobinas para transformar uma tensão alternada noutra com outro valor (maior ou menor).
Existem inúmeras aplicações que usam a bobina como componente de funcionamento.

Funcionamento

O movimento das cargas elétricas, e em particular a corrente eléctrica, é responsável por um fenómeno de atração ou repulsão designado por força magnética. Dois condutores percorridos por uma corrente elétrica atraem-se um ao outro se os sentidos dos respetivos fluxos forem concordantes, e repelem-se no caso contrário. À força magnética encontram-se associados o campo magnético, o fluxo e a densidade de fluxo magnético, a permeabilidade magnética, a indutância ou coeficiente de auto-indução, e o coeficiente de indução mútua.

A bobina é um componente que armazena energia sob a forma de um campo magnético, portanto sob a forma de cargas elétricas em movimento. A indutância é o parâmetro que relaciona a corrente elétrica com o fluxo magnético

F = Li
Wb, weber

e é uma função das dimensões físicas e do número de espiras da bobina, mas também do material do núcleo. A unidade de indutância é o henry (H).

A relação em cima indica que as variações no fluxo magnético são proporcionais às variações na corrente elétrica. Assim, e de acordo com a Lei de Faraday, a força eletromotriz induzida aos terminais de uma bobina é proporcional às variações na corrente respetiva.

Formula Calculo Bobina

por indução electromagnética (daí o nome alternativo de coeficiente de auto-indução dado à indutância).

Código Cores Indutores

codigo cores bobinas
Côr 1ª e 2ª Banda
Número direto
3ª Banda
Multiplicador
4ª Banda
Tolerância %
Prata 0.0110%
Ouro 0.15%
Preto0x 120%
Castanho1x 101%
Vermelho2x 1002%
Laranja3x 1,0003%
Amarelo4x 10,000 4%
Verde5x 100,000 
Azul6x 1,000,000 
Violeta7  
Cinzento8x 0.1 
Branco9x 0.01 

Cálculo de Bobinas

Bobina com uma camada

bobina com uma camada

Nos cálculos das bobinas com uma só camada utiliza-se a seguinte fórmula:

calculo bobines
  • N= Número de espiras
  • R= Raio da bobina em mm
  • F= raio da bobina/comprimento da bobina
  • L= µH
  • π= 3,14159265

As bobinas devem apresentar um Factor de Forma (FF=comprimento da bobina/diâmetro) superior a 0,5 e inferior a 2.

Entre as espiras forma-se uma capacidade parasita que pode dar origem a ressonância indesejada nas altas frequências; Para evitar este efeito, basta prever o espaçamento entre espiras. Normalmente é suficiente uma espaçamento igual a 0,7 vezes o diâmetro do fio.

O diâmetro do fio utilizado (resistência) deve estar de acordo com o valor médio da corrente que vai percorrer a bobina. considera-se 3 ampéres por mm2 de secção.

Bobina com multi-camadas

bobina varias camadas

Nos cálculos de bobinas com uma várias camadas utiliza-se a seguinte fórmula:

Formula Calculo Bobina varias camadas
  • D= Diâmetro do núcleo (cm)
  • C= Largura do enrolamento (cm)
  • A= Altura do enrolamento (cm)
  • L= µH
  • Π= 3,14159265

Para maior precisão o factor r deve ser inferior a 0,4

Os cálculos admitem que as várias camadas são enroladas umas sobre as outras sem qualquer material isolante entre elas

As dimensões largura, altura e diâmetro são medidas independentemente da espessura do material da forma

O diâmetro do fio utilizado (resistência) deve estar de acordo com o valor médio da corrente que vai percorrer a bobina. considera-se 3 amperes por mm2 de secção.

Associação de bobinas

Tal como os resistores(resistências), as bobinas podem associar-se em paralelo ou em série.

Associação em série

bobinas em série
Bobinas em Série

LT=L1+L2+L3

Associação em paralelo

bobinas em paralelo
Bobinas em Paralelo
\frac{1}{LT} = \frac{1}{L1}+\frac{1}{L2}+\frac{1}{L3}

Identificação, tipos e símbolos da bobina

TipoDescriçãoSimbolo
bobina com núcleo de ar Bobina com núcleo de ar simbolo bobina com núcleo de ar
bobina com núcleo de ferro Bobina com núcleo de ferro simbolo bobina com núcleo de ferro
bobina com núcleo de ferrite Bobina com núcleo de ferrite simbolo bobina com núcleo de ferrite
bobina com núcleo de ferrite Bobina de potência com núcleo de ferrite simbolo bobina com núcleo de ferrite
bobina tipo resistor Bobina tipo resistor com núcleo de ferrite simbolo bobina com núcleo de ferrite
bobina com núcleo de ferrite Bobina com núcleo de ferrite ajustável simbolo bobina com núcleo de ferrite ajustavel
micro choque núcleo ferrite Micro choque com núcleo de ferrite simbolo bobina micro choque
indutor de ferrite Indutor de uso geral de média potência com núcleo de ferrite simbolo bobina com núcleo de ferrite
indutor de ferrite Indutor de uso geral de pequena potência com núcleo de ferrite simbolo bobina com núcleo de ferrite
indutor de ferrite Indutor de uso geral de pequena potência com núcleo de ferrite encapsulado simbolo bobina com núcleo de ferrite
indutor de ferrite encapsulado epoxi Indutor de uso geral de pequena potência com núcleo de ferrite encapsulamento epoxi simbolo bobina com núcleo de ferrite

Simbolos Bobinas

Bobina com núcleo de ar Bobina com núcleo de ar simbolo Bobina com núcleo de ar com derivações simbolo bobine com derivações
Bobina com núcleo de ferro Simbolo Bobina com núcleo de ferro Bobina com núcleo de ferrite Simbolo Bobina com núcleo de ferrite