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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Departamento de Eletrônica Retificadores Lei de Lei de Faraday Faraday e e Lenz Lenz Auto Auto-indutância indutância e Indutores e Indutores Prof. Clóvis Antônio Petry. Florianópolis, setembro de 2007. Florianópolis, setembro de 2007.

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa CatarinaC ç g S CDepartamento de Eletrônica

Retificadores

Lei de Lei de FaradayFaraday e e LenzLenzAutoAuto--indutânciaindutância e Indutorese Indutores

Prof. Clóvis Antônio Petry.

Florianópolis, setembro de 2007.Florianópolis, setembro de 2007.

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Nesta aulaNesta aulaNesta aulaNesta aula

CapítuloCapítulo 1212:: IndutoresIndutoresCapítuloCapítulo 1212:: IndutoresIndutores1. Lei de Faraday;2. Lei de Lenz;3 Auto indutância;3. Auto-indutância;4. Tipos de indutores.

www.cefetsc.edu.br/~petry

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Indução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnética

ExperiênciaExperiência dede FaradayFaraday::• No momento que a chave é fechada, o galvanômetro acusa uma

pequena corrente de curta duração;• Após a corrente cessar e durante tempo em que a chaveApós a corrente cessar e durante tempo em que a chave

permanecer fechada, o galvanômetro não mais acusa corrente;• Ao abrir-se a chave, o galvanômetro volta a indicar uma corrente

de curta duração em sentido oposto ao observado no momentode curta duração, em sentido oposto ao observado no momentode fechamento da chave.

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Indução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnética

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Indução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnética

AA induçãoindução eletromagnéticaeletromagnética éé regidaregida porpor duasduas leisleis::çç gg gg pp• Lei de Faraday;• Lei de Lenz.

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Indução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnética

LeiLei dada induçãoindução eletromagnéticaeletromagnética dede FaradayFaraday::çç gg yyEm todo condutor enquanto sujeito a uma variação de fluxo magnético é estabelecida uma força eletromotriz (tensão) induzidainduzida.

[ ]volts,VdNdφε = [ ]

dt

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Tensão induzida em condutores num campoTensão induzida em condutores num campoTensão induzida em condutores num campoTensão induzida em condutores num campo

dφdNdtφε = −

( )B A senφ θ= ⋅ ⋅

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Lei deLei de LenzLenzLei de Lei de LenzLenz

LeiLei dede LenzLenz::O sentido da corrente induzida é tal que origina um fluxo magnético induzido, que se opõe à variação do fluxo magnético indutorindutor.

dNdtφε = −

dt

Um efeito induzido ocorre sempre de forma a se oporUm efeito induzido ocorre sempre de forma a se oporà causa que o produziu.à causa que o produziu.

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Indução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnéticaIndução eletromagnética

Com base nas leis da indução explicar o comportamento doCom base nas leis da indução, explicar o comportamento do amperímetro na figura abaixo:

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AplicaçõesAplicações Disjuntor diferencialDisjuntor diferencialAplicações Aplicações –– Disjuntor diferencialDisjuntor diferencial

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AplicaçõesAplicações Forno ou panela de induçãoForno ou panela de induçãoAplicações Aplicações –– Forno ou panela de induçãoForno ou panela de indução

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AplicaçõesAplicações Guitarra elétricaGuitarra elétricaAplicações Aplicações –– Guitarra elétricaGuitarra elétrica

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AplicaçõesAplicações Geração de CAGeração de CAAplicações Aplicações –– Geração de CAGeração de CA

Applets em javapp j

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AplicaçõesAplicações Gerador CCGerador CCAplicações Aplicações –– Gerador CCGerador CC

Applets em java

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AutoAuto IndutânciaIndutânciaAutoAuto--IndutânciaIndutância

A propriedade de uma bobina de se opor a qualquer variação deA propriedade de uma bobina de se opor a qualquer variação de corrente é medida pela sua auto-indutância (L). A unidade de

medida é o Henry (H).

2N ALlμ⋅ ⋅

=l

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AutoAuto IndutânciaIndutânciaAutoAuto--IndutânciaIndutância

Exemplo 12.1: Determine a indutância da bobina de núcleo de ar da figura abaixo:

11rμ =

1r o o oμ μ μ μ μ= ⋅ = ⋅ =

( )234 10 2 A( )32 4 104 4dA

ππ−⋅ ⋅⋅

= =2N AL

lμ⋅ ⋅

=

6 212,57 10A m−= ⋅2 7 6100 4 10 12,57 10 1,58

0,1L Hπ μ

− −⋅ ⋅ ⋅ ⋅= =

0,1

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Circuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutor

Circuito equivalente completo de um indutor

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Circuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutorCircuito equivalente de um indutor

Circuito equivalente prático de um indutorCircuito equivalente prático de um indutor

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Símbolos de indutoresSímbolos de indutoresSímbolos de indutoresSímbolos de indutores

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Indutores na práticaIndutores na práticaIndutores na práticaIndutores na prática

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Indutores na práticaIndutores na práticaIndutores na práticaIndutores na prática

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Indutores na práticaIndutores na práticaIndutores na práticaIndutores na prática

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Projeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutores

BobinasBobinas longaslongas::BobinasBobinas longaslongas::

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Projeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutores

BobinaBobina dede camadacamada únicaúnica comcom núcleonúcleo dede arar::BobinaBobina dede camadacamada únicaúnica comcom núcleonúcleo dede arar::

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Projeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutores

BobinaBobina dede diversasdiversas camadascamadas comcom núcleonúcleo dede arar::BobinaBobina dede diversasdiversas camadascamadas comcom núcleonúcleo dede arar::

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Projeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutoresProjeto simplificado de indutores

NúcleosNúcleos toroidaistoroidais::NúcleosNúcleos toroidaistoroidais::

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Projeto de um indutorProjeto de um indutorProjeto de um indutorProjeto de um indutor

TarefaTarefa::• Indutância: L = 100 a 500 μH;• Núcleo de ar;• Diâmetro: livre, conforme o carretel ou molde;Diâmetro: livre, conforme o carretel ou molde;• Comprimento: livre;• Número de camadas: livre;• Corrente: I = 1 A;• Corrente: I = 1 A;• Área do condutor: conforme tabela no Anexo B da apostila, para

corrente especificada;I di id l• Individual;

• Resposta deve conter todos os cálculos e consideraçõesrealizados.

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Na próxima aulaNa próxima aulaNa próxima aulaNa próxima aula

CapítuloCapítulo 1111:: CircuitosCircuitos magnéticosmagnéticosCapítuloCapítulo 1111:: CircuitosCircuitos magnéticosmagnéticos1. Tensão induzida;2. Resposta transitória.

www.cefetsc.edu.br/~petry