O que é auto-indução - palavras simples
Definição de
Auto-indução é a aparência no condutor de uma força eletromotriz (EMF) direcionada na direção oposta em relação à tensão da fonte de energia quando a corrente flui. Além disso, surge no momento em que a força atual no circuito muda. Uma corrente elétrica variável gera um campo magnético variável, que por sua vez induz um CEM no condutor.
Isso é semelhante à formulação da lei de indução eletromagnética de Faraday, onde diz:
Quando um fluxo magnético passa através de um condutor, uma fem aparece no último. É proporcional à taxa de variação do fluxo magnético (mat. Derivada do tempo).
Isto é:
E = dF / dt,
Onde E é o CEM da auto-indução, medido em volts, F é o fluxo magnético, a unidade de medida é Wb (weber, também é igual a V / s)
Indutância
Já dissemos que a auto-indução é inerente aos circuitos indutivos, portanto, consideramos o fenômeno da auto-indução usando um exemplo de indutor.
Um indutor é um elemento que é uma bobina de um condutor isolado. Para aumentar a indutância, o número de voltas é aumentado ou um núcleo de material magnético macio ou outro material é colocado dentro da bobina.
A unidade de indutância é Henry (GN). A indutância caracteriza a intensidade com que o condutor neutraliza a corrente elétrica. Como um campo magnético é formado em torno de cada condutor através do qual a corrente flui, e se você colocar o condutor em um campo alternado, uma corrente aparecerá nele. Por sua vez, os campos magnéticos de cada volta da bobina são adicionados. Então, um forte campo magnético aparecerá ao redor da bobina através da qual a corrente flui. Ao alterar sua força na bobina, o fluxo magnético ao seu redor também mudará.
De acordo com a lei da indução eletromagnética de Faraday, se um fluxo magnético alternado penetrar na bobina, um EMF de corrente e auto-indução aparecerá nela. Eles impedirão a corrente que flui na indutância da fonte de energia para a carga. Eles também são chamados extracorrentes de auto-indução de CEM.
A fórmula para a EMF de auto-indução na indutância é:
Ou seja, quanto maior a indutância, e quanto mais rápida a corrente mudar, mais forte será o aumento na fem.
Com o aumento da corrente na bobina, ocorre um EMF de auto-indução, que é direcionado contra a tensão da fonte de energia, respectivamente, o aumento da corrente diminui.O mesmo acontece ao diminuir - a auto-indução levará ao aparecimento de um CEM, que manterá a corrente na bobina na mesma direção que antes. Segue-se que a tensão nos terminais da bobina será oposta à polaridade da fonte de energia.
Na figura abaixo, você vê que, quando você liga / desliga o circuito indutivo, a corrente não aumenta bruscamente, mas muda gradualmente. Isso também é indicado pelas leis da troca.
Outra definição de indutância é a seguinte: o fluxo magnético é proporcional à corrente, mas em sua fórmula a indutância atua como um coeficiente de proporcionalidade.
F = L * I
Transformador e indução mútua
Se você colocar duas bobinas próximas, por exemplo, no mesmo núcleo, o fenômeno da indução mútua será observado. Vamos pular a corrente alternada no primeiro, para que seu fluxo alternado penetre nas curvas do segundo e o EMF apareça em seus terminais.
Esse CEM dependerá do comprimento do fio, respectivamente, do número de voltas, bem como da magnitude da permeabilidade magnética do meio. Se eles forem simplesmente colocados um ao lado do outro, o campo eletromagnético será baixo e, se você retirar o núcleo do aço magneticamente macio, o campo eletromagnético será muito maior. Na verdade, é assim que o transformador é organizado.
Interessante: essa influência mútua das bobinas é chamada de acoplamento indutivo.
Benefício e dano
Se você entende a parte teórica, vale a pena considerar onde o fenômeno da auto-indução é aplicado na prática. Considere os exemplos do que vemos na vida cotidiana e na tecnologia. Uma das aplicações mais úteis é um transformador, já consideramos o princípio de sua operação. Agora, menos e menos comuns, mas anteriormente eram usados tubos fluorescentes diários em luminárias. O princípio de seu trabalho é baseado no fenômeno da auto-indução. Você pode ver os diagramas dela abaixo.
Após aplicar a tensão, a corrente flui através do circuito: fase - indutor - espiral - iniciador - espiral - zero.
Ou vice-versa (fase e zero). Após o acionador de partida ser ativado, seus contatos se abrem e, em seguida, acelerador (uma bobina com uma grande indutância) procura manter a corrente na mesma direção, induz um CEM de autoindução de grande magnitude e as lâmpadas são acesas.
Da mesma forma, esse fenômeno se aplica ao circuito de ignição de um carro ou motocicleta que funciona com gasolina. Neles, um interruptor mecânico (interruptor) ou semicondutor (transistor no computador) é instalado no espaço entre o indutor e o sinal de menos (terra). Essa chave, no momento em que uma faísca deve se formar no cilindro para inflamar o combustível, interrompe o circuito de alimentação da bobina. Então a energia armazenada no núcleo da bobina causa um aumento na fem da auto-indução e a tensão no eletrodo da vela aumenta até que ocorra uma quebra do intervalo de faísca ou até que a bobina se queime.
Em fontes de alimentação e equipamentos de áudio, muitas vezes é necessário remover o excesso de ondulação, ruído ou frequência do sinal. Para isso, filtros de diferentes configurações são usados. Uma opção são os filtros LC, LR. Devido ao obstáculo ao crescimento da corrente e à resistência da corrente alternada, respectivamente, é possível atingir as metas.
A EMF de auto-indução é prejudicial aos contatos de interruptores, disjuntores, soquetes, máquinas e outras coisas. Você deve ter notado que, quando você puxa o plugue de um aspirador de pó da tomada, um flash no interior é frequentemente perceptível. Esta é a resistência à alteração da corrente na bobina (neste caso, enrolamento do motor).
Nos comutadores de semicondutores, a situação é mais crítica - mesmo uma pequena indutância no circuito pode levar à quebra quando os valores de pico de Uke ou Usi são atingidos. Para protegê-los, são instalados circuitos amortecedores, nos quais a energia das explosões indutivas é dissipada.
Conclusão
Para resumir. As condições para o surgimento da autoindução de CEM são: a presença de indutância no circuito e a mudança de corrente na carga. Isso pode ocorrer tanto na operação, na mudança de modos ou influências perturbadoras, quanto na troca de dispositivos.Esse fenômeno pode danificar os contatos de relés e partidas, pois leva a arco ao abrir circuitos indutivos, por exemplo, motores elétricos. Para reduzir o impacto negativo, a maioria dos equipamentos de comutação é equipada com câmaras de arco.
Para propósitos úteis, o fenômeno EMF é usado com bastante frequência, de um filtro a suavizar ondulações de corrente e um filtro de frequência em equipamentos de áudio a transformadores e bobinas de ignição de alta tensão em automóveis.
Por fim, recomendamos assistir a um vídeo útil sobre o tema, que discute brevemente e em detalhes o fenômeno da auto-indução:
Esperamos que agora fique claro para você o que é a auto-indução, como ela se manifesta e onde pode ser usada. Se você tiver dúvidas, pergunte-as nos comentários do artigo!
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