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EC06 - Indução e Indutância

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/EddyCurrents/Physics/inductance.php

Indução

Em 1824, Oersted descobriu que a corrente elétrica passando por uma bobina cria um campo magnético capaz de deslocar a agulha da bússola. Sete anos depois, Faraday e Henry descobriram exatamente o oposto. Eles notaram que um condutor elétrico (em movimento) em um campo magnético variável  induziria a corrente no condutor elétrico. Este processo de geração de corrente elétrica em um condutor colocando o condutor em um campo magnético variável é chamado de indução eletromagnética ou apenas indução. Chama-se indução porque diz-se que a corrente é induzida no condutor pelo campo magnético.

Inducao

Faraday também notou que a taxa na qual o campo magnético muda no tempo é responsável pela quantidade de corrente ou tensão que foi induzida. A Lei de Faraday para um condutor não espiralado estabelece que a quantidade de tensão induzida é proporcional à taxa de mudança das linhas de fluxo que cortam o condutor. A Lei de Faraday para um fio reto é mostrada abaixo.

Lei de Faraday fio

Onde:

VL = Tensão induzida em volts
dø/dt = taxa de variação do fluxo magnético em webers/segundo


A indução é medida na unidade Henries (H) e reflete a dependência da taxa de variação do campo magnético. Um Henry é a quantidade de indutância que é necessária para gerar um volt de tensão induzida quando a corrente muda à taxa de um ampere por segundo. Observe que a corrente é usada na definição e não no cálculo do campo magnético. Isso ocorre porque a corrente pode ser usada para gerar o campo magnético e é mais fácil de medir e controlar do que o fluxo magnético.


Indutância

Quando a indução ocorre em um circuito elétrico e afeta o fluxo de eletricidade é chamada de indutância, L. A indutância (propriedade das bobinas ou solenoides) contribui para a reatância indutiva que é a resistência a circulação da corrente elétrica em um circuito com bobina. Auto indutância,ou simplesmente indutância, é propriedade de um circuito pelo qual uma mudança na corrente causa uma mudança de tensão no mesmo circuito. Quando um circuito induz o fluxo de corrente em um segundo circuito próximo a este ´primeiro, o fenômeno é conhecido como mútua indutância. A imagem abaixo mostra um exemplo de mútua indutância. Quando uma corrente alternada (CA) está fluindo através de um de fio em um circuito, um campo eletromagnético é produzido. Este campo varia freqüentemente (aumenta e diminui de valor além de mudar de direção) reproduzindo a mudança freqüente da corrente no fio. Esta mudança de campo magnético induzirá a corrente elétrica em outro fio ou circuito que é trazido perto do fio do circuito primário. A corrente no segundo circuito também será CA e, de fato,  muito semelhante à corrente que flui no primeiro circuito. Um transformador elétrico usa indução eletromagnética para produzir uma tensão na bobina do secundário diferente da tensão na bobina do primário. Em ensaios não destrutivos, a indutância é usada para gerar correntes parasitas na peça de teste.

indutancia mutua



Observe que na figura acima o fenômeno de mútua indutância não ocorreria porque a fonte da força eletromotriz representada é contínua e não alternada, como requerido para ocorrer a indução.

Deve-se notar que, como é o campo magnético em mudança que é responsável pela indução, ele só está presente em circuitos alternados (CA). Corrente alternada de alta freqüência resultará em maior reação indutiva, uma vez que o campo magnético está mudando mais rapidamente (ver fórmula acima: menor tempo, maior tensão e conseqüentemente corrente)

A auto indução e a mútua indutância serão discutidas com mais detalhes nas páginas seguintes.


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