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==Fundamentos sobre o Indutor==
==Fundamentos sobre o Indutor==


'''Indutores''', como os capacitores, também '''armazenam energia elétrica''', mas em um '''campo magnético'''. Permitem maior fluxo de corrente a medida que a frequência do sinal diminui, portanto, um indutor se comporta como um curto circuito na presença de uma corrente constante, ou corrente contínua. Para um '''sinal senoidal''', a '''fase da corrente''' é '''atrasada''' de '''90 graus''' em relação a '''tensão'''. A unidade de '''indutância''' é o '''Henri (H)'''.
Os '''indutores''', como os capacitores, também '''armazenam energia elétrica''', mas em um '''campo magnético'''.  


A tensão nos terminais de um indutor é proporcional a variação temporal da corrente. Assim, cabe aqui duas observações importantes <ref>Nilsson, J.W.; Riedel, S.A. Circuitos Elétricos, 10<sup>a</sup) Ed., p. 191, Pearson, 2015.</ref>
Os '''indutores''' permitem um maior fluxo de corrente a medida que a frequência do sinal diminui, se comportando como um '''curto circuito''' na presença de uma '''corrente contínua'''. Para um '''sinal senoidal''', a '''fase da corrente''' é '''atrasada''' de '''90 graus''' em relação a '''tensão'''.  


Os '''indutores''' são também utilizados em circuitos eletrônicos para implementar '''filtros de sinal''' e circuitos de '''sintonia de frequência'''.
A tensão nos terminais de um indutor é proporcional a variação temporal da corrente. Assim, cabe aqui duas observações importantes <ref>Nilsson, J.W.; Riedel, S.A. Circuitos Elétricos, 10<sup>a</sup> Ed., p. 191, Pearson, 2015.</ref>:
*Primeiro, se a corrente for constante, a tensão sobre o indutor ideal será igual a zero, se comportando como um curto-circuito.
*Segundo, é que a corrente sobre o indutor não pode variar instantaneamente, pois se isto acontecesse  produziria uma tensão infinita entre seus terminais. Por exemplo, quando alguém desliga um interruptor de um circuito com carga indutiva, inicialmente a corrente continua fluindo produzindo um centelhamento, evitando que a corrente caia a zero instantaneamente. Este é um problema sério na operação de motores elétricos nas indústrias, cuja operação de liga a desliga deve ser controlada para evitar centelhamentos e surtos de tensão, que podem danificar os equipamentos e colocar em risco os operadores.
 
Um '''indutor''' é geralmente construído como uma '''bobina''' de '''material condutor''', como um fio de cobre isolado. Caso a bobina tenha um núcleo de material ferromagnético, isto aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras.


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Um '''indutor''' é formado por duas '''placas condutoras''' separadas por um  material isolante, chamado '''dielétrico'''. A '''carga''' de um '''capacitor''' é criada pela acumulação ou depleção de elétrons livres em cada placa condutora, produzindo um '''campo elétrico''' no '''dielétrico''', e, por consequência, produzindo um '''tensão elétrica''' entre as placas.
Nos circuitos elétricos o '''indutor''' é representado pela letra '''L''' e é medido em '''Henry (H)'''.  
 
[[Arquivo:Simbolo_Capacitor.png]]
 
 
Uma '''carga elétrica''' (Q) sobre um '''capacitor''', produz uma '''tensão''' (V) entre as placas, em função da '''capacitância''' (C), segundo a relação:
 
<math>V (Voltz) = \frac{Q (Coulomb)}{C (Faraday)}</math>
 
ou, isolando a carga elétrica:
 
<math>Q = C V</math>
 
A '''corrente elétrica''' é definida como a quantidade de '''carga elétrica''' por unidade de '''tempo'''. É expressa matematicamente como a '''derivada da carga elétrica no tempo''':
 
<math>I(t) =  \frac{dQ(t)}{dt} = C \frac{dV(t)}{dt}</math>
 
ou seja, a '''corrente''' no capacitor é função da '''derivada da tensão no tempo''', multiplicada pela capacitância.
 
A derivada indica que a corrente elétrica no capacitor é maior quanto maior for a variação da tensão. Desta forma, para uma '''tensão senoidal''', quanto maior a '''frequência''' da onda, maior o fluxo da '''corrente''' em um capacitor. Para uma '''tensão constante''', a '''corrente''' no capacitor é '''zero'''.
 
==Fundamentos sobre o Circuito RC==


Num '''circuito RC''' série, quando um '''degrau de tensão''' é aplicado, inicialmente toda '''tensão''' aparece toda sobre o '''resistor''', pois o '''capacitor''' está descarregado e a tensão sobre ele é zero. A corrente inicial que fluirá no circuito será dada pela '''Lei de Ohm''' (I = V / R) e vai ser responsável por iniciar a '''carga''' do '''capacitor'''. A medida que o '''capacitor''' vai sendo '''carregado''', a '''tensão''' sobre ele vai aumentando, diminuindo a tensão resultante sobre o '''resistor''', segundo a '''[[Eletricidade Básica|Lei de Kirchhoff das Malhas]]''', e, consequentemente, diminuindo também a '''corrente''' no circuito. Quanto o '''capacitor''' se '''carregar''' totalmente, a tensão de 5V estará toda sobre o capacitor e a '''corrente''' no circuito será reduzida a '''zero'''.  
O símbolo do indutor lembra uma bobina.  


[[Arquivo:CircuitoRC.png]]
[[Arquivo:Simbolo_Indutor.png]]


O processo de '''carga do capacitor''' segue uma curva que '''desacelera exponencialmente''' a medida que a tensão sobre o capacitor aumenta. A '''taxa de crescimento''' da '''carga do capacitor''' depende do produto '''RC''', chamado de '''constante de tempo''', dada em segundos, e é representado pela letra grega tau (&tau;). No tempo de uma '''constante de tempo''' o '''capacitor''' é carregado com '''63%''' de sua '''carga'''. Em cinco '''constantes de tempo''' a carga do capacitor chega a 99.3%. O tempo da carga total tende ao infinito, entretanto, na prática, considera-se que em cinco '''constantes de tempo''' o capacitor está carregado.  
Dentre as aplicações importantes dos '''indutores''' em circuitos eletrônicos está a implementação de '''filtros de sinal''' e circuitos de '''sintonia de frequência'''.


Por exemplo, para um circuito com C = 47 μF e R = 100 KΩ, a '''constante de tempo''' calculada é de 4.7 segundos. Desta forma, a '''carga/descarga''' do capacitor, em cinco constantes de tempo, fica em cerca de 23,5 segundos.
===Tensão e corrente sobre um indutor===


Num '''circuito RC''' série, a '''tensão sobre o capacitor''' (V<sub>C</sub>), em função da tensão total aplicada no circuito (V<sub>T</sub>) é dada pela expressão:
A '''tensão elétrica''' sobre um '''indutor''' é proporcional a '''indutância''' (L) multiplilada pela variação temporal da '''corrente elétrica'''.


<math>V_C(t) = V_T (1 - e^{-t/\tau}) </math>
<math>v(t) = L \frac{di(t)}{dt}</math>


ou seja, a '''tensão''' no indutor é função da '''derivada da corrente no tempo''', multiplicada pela '''indutância'''.


A derivada indica que a tensão elétrica no indutor é maior quanto maior for a variação da corrente. Desta forma, para uma '''corrente senoidal''', quanto maior a '''frequência''' da onda, maior a '''tensão''' em um indutor. Para uma '''corrente constante''', a '''tensão''' no indutor é '''zero'''.


==Referências==
==Referências==
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[[Categoria:Eletrônica]] [[Categoria:IoT]]
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Edição atual tal como às 11h10min de 21 de setembro de 2021

Indutores

Fundamentos sobre o Indutor

Os indutores, como os capacitores, também armazenam energia elétrica, mas em um campo magnético.

Os indutores permitem um maior fluxo de corrente a medida que a frequência do sinal diminui, se comportando como um curto circuito na presença de uma corrente contínua. Para um sinal senoidal, a fase da corrente é atrasada de 90 graus em relação a tensão.

A tensão nos terminais de um indutor é proporcional a variação temporal da corrente. Assim, cabe aqui duas observações importantes [1]:

  • Primeiro, se a corrente for constante, a tensão sobre o indutor ideal será igual a zero, se comportando como um curto-circuito.
  • Segundo, é que a corrente sobre o indutor não pode variar instantaneamente, pois se isto acontecesse produziria uma tensão infinita entre seus terminais. Por exemplo, quando alguém desliga um interruptor de um circuito com carga indutiva, inicialmente a corrente continua fluindo produzindo um centelhamento, evitando que a corrente caia a zero instantaneamente. Este é um problema sério na operação de motores elétricos nas indústrias, cuja operação de liga a desliga deve ser controlada para evitar centelhamentos e surtos de tensão, que podem danificar os equipamentos e colocar em risco os operadores.

Um indutor é geralmente construído como uma bobina de material condutor, como um fio de cobre isolado. Caso a bobina tenha um núcleo de material ferromagnético, isto aumenta a indutância concentrando as linhas de força de campo magnético que fluem pelo interior das espiras.

Nos circuitos elétricos o indutor é representado pela letra L e é medido em Henry (H).

O símbolo do indutor lembra uma bobina.

Dentre as aplicações importantes dos indutores em circuitos eletrônicos está a implementação de filtros de sinal e circuitos de sintonia de frequência.

Tensão e corrente sobre um indutor

A tensão elétrica sobre um indutor é proporcional a indutância (L) multiplilada pela variação temporal da corrente elétrica.

ou seja, a tensão no indutor é função da derivada da corrente no tempo, multiplicada pela indutância.

A derivada indica que a tensão elétrica no indutor é maior quanto maior for a variação da corrente. Desta forma, para uma corrente senoidal, quanto maior a frequência da onda, maior a tensão em um indutor. Para uma corrente constante, a tensão no indutor é zero.

Referências

  1. ↑ Nilsson, J.W.; Riedel, S.A. Circuitos Elétricos, 10a Ed., p. 191, Pearson, 2015.

Evandro.cantu (discussão) 14h02min de 20 de setembro de 2021 (-03)

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