aplicação de indutores na engenharia elétrica
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Aplicação dos indutores na engenharia elétrica, materiais utilizados na fabricação, tipos de indutores.TRANSCRIPT
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Aplicação de Indutores na Engenharia Elétrica
Aluno: Eduardo da Silva Fernandes
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Índice• O que são os indutores• Comportamento tensão/Corrente• Cálculo da indutância• Energia no indutor• Componentes• Materiais usados no núcleo• Aplicações
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O que são os indutores
• São dispositivos elétricos passivos
• Servem para armazenar energia no campo magnético
• São constituidos normalmente por uma bobina (fio enrolado)
• Unidade no SI: H (Henry)
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O que são os indutores
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Relação tensão/corrente
• V(t) =
• Se a corrente for contínua, o indutor se comporta como um curto-circuito.
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O que são os indutores• Convenção passiva
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Cálculo da Indutância• L=
• N: Número de espiras• Φ: Fluxo magnético• i: corrente pelo indutor
L=
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Energia no indutor
• W=
• L: Indutância• i: corrente no indutor
w=
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Especificações• O indutor é especificado
seguindo os seguintes parametros
• Indutância• Frequência de comutação• Corrente elétrica• Ondulação de corrente• Temperatura ambiente
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Componentes• As partes que compõem o
indutor são:
• Enrolamente
• núcleo
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Enrolamento• Geralmente é a parte que
envolve o núcleo• Onde circula a corrente• Feito de material condutor,
normalmente cobre sólido
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Tecnologia Litz Wire• Atualmente é muito utilizada na
fabricação de enrolamentos de indutores
• Coloca-se fios isolados para evitar repulsão dos elétrons
• Diminui as perdas no cobre para altas frequencias (>1MHz)
• Também diminui efeito pelicular
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Núcleo magnético• Por onde circula o fluxo
magnético• Existem 3 formatos de núcleo:
• Pot core
• Perfil E
• Toroidal
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Formato Pot Core• Tem o formato de um pote• Protege a bobina contra
impulsos eletromagnéticos vindos de outras fontes
• Facilita a colocação de entreferros
• Recomendado para aplicações com altas frequencias
• Normalmente é feito de ferrite
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Formato Pot Core
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Perfil E• São mais baratos que os pot
core• São facilmente montados• Utilizado para várias aplicações
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Perfil E
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Formato toroidal• Permite o máximo
aproveitamento do núcleo do material magnético
• Muito usados na eletrônica
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Formato toroidal
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Materiais usados no núcleo
• Ligas metálicas
• Pó magnético
• Ferrite
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Materiais usados no núcleo• Ligas metálicas• Alta permeabilidade• Alto valor de saturação da densidade de fluxo
magnético• Pouco armazenamento de energia• Exemplo: Permalloy
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Materiais usados no núcleo• Permalloy
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Materiais usados no núcleo• Pó magnético• Armazenam bastante energia• São muito usados em flybacks• Alto fluxo de saturação (+/- 0,9T)• Pode ser construir núcleos bem pequenos
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Materiais usados no núcleo• Pó magnético
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Materiais usados no núcleo• Ferrite• Materiais cerâmicos obtidos a partir da
mistura de óxido de ferro com outros óxidos ou carbonetos
• Apesar de ser fabricado a partir do ferro, ele é isolante.
• Mais usado• Baixo custo• Poucas perdas em aplicações de altas
frequencias• Também muito usado em impressoras
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Materiais usados no núcleo• Ferrite
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Aplicações• Principais aplicações de
indutores• Conversores buck-boost• flybacks• Reguladores chaveados• Filtros
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Conversor buck-boost• Serve para converter tensão cc
em uma tensão cc de polaridade oposta
• Normalmente é utilizado um indutor com núcleo de ferrite
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Flybacks• Semelhante ao conversor buck-
boost, sendo o indutor substituido por um transformador de isolamento
• Muito utilizado no fornecimento de potência para alta e baixa tensão.
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Flybacks• Aspectos construtivos• O enrolamento primário é enrolado em volta
de um núcleo de ferrite e depois o secundário é enrolado ao redor do primário
• Isso fecha as linhas de campo magnético• O enrolamento secundário é feito de fio
esmaltado
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Flybacks• Circuito de um flyback
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Reguladores chaveados• Circuito que chaveia a corrente, ligando-a e
desligando-a rapidamente, para assim manter uma tensão de saída estabilizada.
• O indutor é utilizado na saída da fonte• O indutor é carregado para uma fração
específica da frequência de troca do regulador e descarregado pelo restante do ciclo
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Reguladores chaveados• Vista interna de
uma Fonte Chaveada.A - retificador em ponteB - capacitores de filtro de entradaC - transformadorD - indutores de filtro de saídaE - capacitores de filtro de saída
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Filtros• Indutores também podem ser
usados como filtros passivos, pois se utilizam de sua reatância para atenuar a corrente da entrada para a saída, de acordo com a frequencia.
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Filtros• Filtro Passa-Baixa (PB)
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Filtros• Filtro Passa-Alta (PA)
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Dúvidas