O que é um Indutor

O que é um indutor?

Já abordamos em outros artigos dois componentes eletrônicos fundamentais na eletrônica: o Resistor e o Capacitor. Vamos falar agora sobre um terceiro componente, de igual importância, e que comumente é empregado na construção de circuitos variados juntamente com os outros componente já estudados: o Indutor.

Um indutor é um componente eletrônico passivo que armazena energia na forma de campo magnético. Ele é constituído por um fio enrolado em torno de um núcleo, que pode ser feito de ar, ferrite, pó de ferro, entre outros materiais.

Os indutores possuem várias aplicações na eletrônica, sendo mais comumente usado para filtragem de sinal, acoplamento de sinais entre circuitos, armazenamento de energia, além de outras funções em circuitos eletrônicos. Ele também pode ser usado em combinação com outros componentes eletrônicos, como capacitores e resistores, para formar circuitos conhecidos como filtros passivos, que são usados para eliminar ruídos ou filtrar sinais em uma faixa específica de frequência.

Os indutores são simbolizados geralmente pela letra L em um diagrama de circuito, que também representa a grandeza indutância, característica dos indutores.

Quem inventou os indutores?

A invenção dos indutores não foi atribuída a uma única pessoa. A ideia por trás do indutor é baseada nos princípios fundamentais da eletricidade e do magnetismo, que foram descobertos por vários cientistas ao longo do século XIX, incluindo André-Marie Ampère, Michael Faraday, Joseph Henry, entre outros.

Os primeiros indutores foram construídos usando fios enrolados em torno de núcleos de ferro, que foram usados para criar campos magnéticos e induzir correntes elétricas em outros fios. Esses dispositivos foram usados em circuitos telefônicos e de telegrafia no final do século XIX.

Desde então, a tecnologia dos indutores evoluiu significativamente, com novos materiais, designs e técnicas de fabricação sendo desenvolvidos para melhorar sua eficiência e desempenho.

Hoje, os indutores são amplamente utilizados em uma ampla variedade de dispositivos eletrônicos, desde circuitos de rádio e televisão até sistemas de energia elétrica em grande escala.

Como funciona um indutor?

Quando uma corrente elétrica passa pelo fio enrolado em torno do núcleo, um campo magnético é criado ao redor do indutor. Esse campo magnético é proporcional à corrente que passa pelo indutor e também depende do número de espiras (voltas) do fio e do material do núcleo. Quando a corrente elétrica é interrompida, o campo magnético criado pelo indutor desaparece gradualmente, gerando uma corrente elétrica na direção oposta à corrente original.

Campo magnético gerado por uma corrente que atravessa um fio condutor

Campo magnético gerado por uma corrente que atravessa um fio condutor

Quanto maior o número de espiras do fio, maior será a intensidade do campo magnético gerado.

Quando a corrente elétrica é interrompida, o campo magnético criado pelo indutor começa a desaparecer gradualmente. Esse processo gera uma corrente elétrica na direção oposta à corrente original, que é conhecida como corrente induzida. Essa corrente é gerada devido à mudança no fluxo magnético que ocorre quando a corrente elétrica é interrompida.

Campo magnético gerado em uma bobina indutora

Campo magnético gerado em uma bobina indutora

O que é indutância?

A indutância (L) é uma propriedade de um indutor que determina a capacidade do componente em armazenar energia em um campo magnético. Ela é medida em henries (H) e representa a relação entre a corrente elétrica que passa pelo indutor e a variação de fluxo magnético gerado.

Ela é influenciada por diversos fatores, incluindo o número de espiras do fio enrolado, o material do núcleo, o diâmetro do fio, a distância entre as espiras, entre outros. Quanto maior for a indutância de um indutor, maior será a energia armazenada em seu campo magnético quando uma corrente elétrica é aplicada, e mais lento será o seu comportamento frente a variações na corrente elétrica.

Trata-se de uma propriedade importante em eletrônica, pois ela determina como os indutores se comportam em circuitos elétricos. Em circuitos AC, a indutância pode ser usada para criar filtros de baixa ou alta frequência, e para bloquear sinais de corrente alternada em circuitos de corrente contínua.

Além disso, a indutância também é utilizada em transformadores, motores elétricos e geradores, que são fundamentais em diversos dispositivos e sistemas elétricos.

Que tipos de indutores existem?

Existem vários tipos de indutores que podem ser classificados de acordo com diversos critérios, como o material do núcleo, o formato, a aplicação, a frequência, entre outros. A seguir temos alguns exemplos dos principais tipos de indutores:

  • Indutores com núcleo de ar: são indutores que não possuem núcleo magnético, e por isso têm uma menor indutância. Eles são comumente usados em circuitos de alta frequência, como em rádio-frequência e telecomunicações.
  • Indutores com núcleo de ferrite: são indutores que possuem um núcleo de ferrite, um material ferromagnético que aumenta a indutância do componente. Eles são utilizados em diversos tipos de circuitos, desde fontes de alimentação até aplicações em telecomunicações.
  • Indutores toroidais: são indutores que possuem um núcleo em formato de toroide, ou seja, um anel com um furo no meio. Eles são usados principalmente em circuitos de alta frequência e têm uma alta indutância.
  • Indutores SMD: são indutores com montagem em superfície (Surface Mount Device), que podem ser soldados diretamente na placa de circuito impresso. Eles são comuns em dispositivos eletrônicos de pequeno porte, como smartphones e tablets.
  • Transformadores: são indutores que possuem dois ou mais enrolamentos de fio e são usados para aumentar ou diminuir a tensão elétrica em um circuito. Eles são utilizados em diversos equipamentos eletrônicos, como fontes de alimentação e aparelhos de áudio.
  • Bobinas de ignição: são indutores especiais que são usados em motores de combustão interna, como em automóveis e motocicletas. Elas transformam a tensão da bateria em alta tensão para a ignição da mistura ar-combustível na câmara do motor.
Um Transformador típico mostrando os enrolamentos primário e secundário

Um Transformador de Força típico, mostrando os enrolamentos primário e secundário

Além desses existem outros tipos de indutores para aplicações mais especializadas.

E o que é uma bobina?

Uma bobina é um componente eletrônico que consiste em um fio condutor enrolado em torno de um núcleo. O fio condutor pode ser feito de cobre, alumínio ou outro material condutor, enquanto o núcleo pode ser feito de ar, ferro, ferrite ou outro material.

As bobinas são usadas em uma ampla variedade de aplicações eletrônicas, incluindo em circuitos de filtro, osciladores, transformadores, indutores, eletroímãs e em muitos outros dispositivos.

Bobinas em formatos variados

Bobinas indutoras em formatos variados

Além disso, o uso de núcleos com diferentes materiais e formatos pode afetar a indutância da bobina, ou seja, sua capacidade de armazenar energia magnética. A indutância é uma propriedade fundamental das bobinas e é medida em henries (H).

Mas então, qual a diferença entre indutor e bobina?

Na eletrônica, os termos “indutor” e “bobina” são muitas vezes usados de forma intercambiável, mas em alguns contextos podem ter significados diferentes.

De forma geral, um indutor é um componente eletrônico que é projetado para armazenar energia em um campo magnético. Já uma bobina é um tipo específico de indutor que é construído enrolando um fio condutor em torno de um núcleo.

Dessa forma, uma bobina é um tipo de indutor, mas nem todo indutor é necessariamente uma bobina. Existem outros tipos de indutores que não utilizam um enrolamento em torno de um núcleo, como por exemplo, os indutores de toróide, que usam um anel de ferrite em vez de um núcleo cilíndrico.

Em resumo, a principal diferença entre um indutor e uma bobina é que a bobina é um tipo específico de indutor que utiliza um enrolamento em torno de um núcleo para armazenar energia magnética.

Quais são as aplicações dos indutores?

A capacidade de armazenar energia em um campo magnético é o que torna o indutor útil em circuitos eletrônicos. Eles podem ser usados em aplicações variadas, como filtragem de sinal, acoplamento de sinais entre circuitos, armazenamento de energia, além de outras funções em circuitos eletrônicos.

Os indutores também podem ser usado em combinação com outros componentes eletrônicos, como capacitores e resistores, para formar circuitos conhecidos como filtros passivos, que são usados para eliminar ruídos ou filtrar sinais em uma faixa específica de frequência.

O que é um transformador?

Um transformador é um dispositivo elétrico usado para transferir energia elétrica entre dois ou mais circuitos por meio de campos eletromagnéticos. Ele é composto por duas ou mais bobinas de fio enroladas em torno de um núcleo ferromagnético. As bobinas são chamadas de enrolamento primário e enrolamento secundário.

Quando uma corrente alternada é aplicada ao enrolamento primário, ela produz um campo magnético que induz uma corrente elétrica no enrolamento secundário. A magnitude da tensão induzida no enrolamento secundário é determinada pela relação entre o número de voltas do enrolamento primário e o número de voltas do enrolamento secundário.

Os transformadores são amplamente utilizados em eletrônica e em sistemas de distribuição de energia elétrica. Eles são usados para aumentar ou diminuir a tensão da corrente elétrica, permitindo que ela seja transmitida com maior eficiência através de cabos e linhas de transmissão. Além disso, os transformadores são usados em diversos dispositivos eletrônicos, como fontes de alimentação, carregadores de bateria, amplificadores de áudio e muitos outros.

Simbologia

A figura a seguir mostra o símbolo básico de um indutor simples (uma bobina enrolada em núcleo de ar):

Símbolo de um indutor - bobina

Símbolo de um indutor – bobina

 

Referências

  • Platt. C. Encyclopedia of Electronic Components Vol. 01, Ed. Makermedia
  • Scherz P., Monk S., Practical Electronics for Inventors 3. Ed., Editora McGraw-Hill.

Próximo: Associação em série e paralelo de indutores

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Sobre Fábio dos Reis (1197 Artigos)
Fábio dos Reis trabalha com tecnologias variadas há mais de 30 anos, tendo atuado nos campos de Eletrônica, Telecomunicações, Programação de Computadores e Redes de Dados. É um entusiasta de Ciência e Tecnologia em geral, adora Viagens e Música, e estuda idiomas, além de ministrar cursos e palestras sobre diversas tecnologias em São Paulo e outras cidades do Brasil.

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