Aplicação de Indutores na Engenharia Elétrica

Aluno: Eduardo da Silva Fernandes

Índice• O que são os indutores• Comportamento tensão/Corrente• Cálculo da indutância• Energia no indutor• Componentes• Materiais usados no núcleo• Aplicações

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)

O que são os indutores

Relação tensão/corrente

• V(t) =

• Se a corrente for contínua, o indutor se comporta como um curto-circuito.

O que são os indutores• Convenção passiva

Cálculo da Indutância• L=

• N: Número de espiras• Φ: Fluxo magnético• i: corrente pelo indutor

L=

Energia no indutor

• W=

• L: Indutância• i: corrente no indutor

w=

Especificações• O indutor é especificado

seguindo os seguintes parametros

• Indutância• Frequência de comutação• Corrente elétrica• Ondulação de corrente• Temperatura ambiente

Componentes• As partes que compõem o

indutor são:

• Enrolamente

• núcleo

Enrolamento• Geralmente é a parte que

envolve o núcleo• Onde circula a corrente• Feito de material condutor,

normalmente cobre sólido

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

Núcleo magnético• Por onde circula o fluxo

magnético• Existem 3 formatos de núcleo:

• Pot core

• Perfil E

• Toroidal

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

Formato Pot Core

Perfil E• São mais baratos que os pot

core• São facilmente montados• Utilizado para várias aplicações

Perfil E

Formato toroidal• Permite o máximo

aproveitamento do núcleo do material magnético

• Muito usados na eletrônica

Formato toroidal

Materiais usados no núcleo

• Ligas metálicas

• Pó magnético

• Ferrite

Materiais usados no núcleo• Ligas metálicas• Alta permeabilidade• Alto valor de saturação da densidade de fluxo

magnético• Pouco armazenamento de energia• Exemplo: Permalloy

Materiais usados no núcleo• Permalloy

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

Materiais usados no núcleo• Pó magnético

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

Materiais usados no núcleo• Ferrite

Aplicações• Principais aplicações de

indutores• Conversores buck-boost• flybacks• Reguladores chaveados• Filtros

Conversor buck-boost• Serve para converter tensão cc

em uma tensão cc de polaridade oposta

• Normalmente é utilizado um indutor com núcleo de ferrite

Conversor buck-boost• Circuito:

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.

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

Flybacks• Circuito de um flyback

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

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

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.

Filtros• Filtro Passa-Baixa (PB)

Filtros• Filtro Passa-Alta (PA)

Dúvidas

Muito Obrigado!!!

Eduardo da Silva FernandesEdu.silva.fernandes@gmail.com