Bobinas de uma Camada com Núcleo de Ar

O valor da indutância apresentada em um circuito, depende de muitos fatores. Os principais são: comprimento e disposição dos condutores.

O valor da indutância de uma bobina é determinado pelo tamanho e formato da bobina, número de espiras e do material de que é feito o núcleo. O espaçamento entre as espiras da bobina também influi no valor da indutância, principalmente em casos de frequências elevadas.

As bobinas de uma camada com núcleo de ar são construídas com as espiras enroladas lado a lado, sobre um tubo de material não magnético. Este tubo pode ser de cerâmica, papel, poliestireno, baquelite ou outro material não magnético.

Quando as espiras são colocadas muito próximas umas às outras é necessário isolá-las para evitar curtos-circuitos. Geralmente o isolamento dos condutores que compõem as espiras é feito com esmalte ou verniz.

Bobina-de-uma-camada-com-nucleo-de-ar

Figura 1 – Bobina de Uma Camada com Núcleo de Ar

O cálculo da indutância é feito através da fórmula:

Formula - Indutância

Onde:

L: indutância, em microhenry (µH).

a: raio da bobina, em milímetros (mm).

b: comprimento da bobina, em milímetros (mm).

N: número de espiras da bobina (número puro).

Vista-em-corte-de-uma-bobina-com-espiras-enroladas-em-uma-so-camada

Figura 2 – Vista em Corte de Uma Bobina com Espiras Enroladas em Uma Só Camada

Se o comprimento da bobina for maior que o triplo do tamanho do raio (b = 3a) os resultados obtidos através da fórmula apresentam erro menor que 1%. Mas, mesmo que b apresente o mesmo valor que a, a precisão será razoável.

Exemplo: Uma bobina apresenta 50 espiras de fio esmaltado nº 22, com duas capas de algodão, enroladas sobre um tubo isolante de 64,2 mm de diâmetro. O comprimento da bobina é exatamente 145,3 mm.

Determine a indutância da bobina.

Solução: De acordo com a indicação da figura 2, o raio a é medido do centro do condutor que forma a espira, até o centro do tubo isolante. Considerando-se as medidas neste caso, em que o fio apresenta um diâmetro menor que 1 mm (fio nº 22), e o tubo apresenta um diâmetro de 64,2 mm, pode-se desprezar as dimensões do fio das camadas isolantes. O resultado não será influenciado, praticamente, por esta aproximação. Assim, o raio a será metade do diâmetro do tubo:

a = 64,2 / 2 = 32,1 mm

Note que o comprimento b é maior que o triplo do raio a: 145,3 > (3 x 32,1). Isso significa que a precisão será boa.

Aplicando-se a fórmula, determinamos o valor da indutância:

Formula - Indutância resolvida

Nelson V Soares
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Técnico em Eletrônica e Analista de Sistemas

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