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Bobina de indução eletrônica

Bobina de indução eletrônica
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Anonim

Bobina de indução, um dispositivo elétrico para produzir uma fonte intermitente de alta tensão. Uma bobina de indução consiste em um núcleo cilíndrico central de ferro macio no qual são enroladas duas bobinas isoladas: uma bobina interna ou primária, com relativamente poucas voltas de fio de cobre, e uma bobina secundária circundante, com um grande número de voltas de fio de cobre mais fino. Um interruptor é usado para fazer e interromper a corrente na bobina principal automaticamente. Essa corrente magnetiza o núcleo de ferro e produz um grande campo magnético em toda a bobina de indução.

O princípio de operação da bobina de indução foi dado em 1831 por Michael Faraday. A lei de indução de Faraday mostrou que, se o campo magnético através de uma bobina é alterado, uma força eletromotriz é induzida cujo valor depende da taxa de variação do campo magnético no tempo através da bobina. Essa força eletromotriz induzida é sempre, pela lei de Lenz, em uma direção que se opõe à mudança no campo magnético.

Quando uma corrente na bobina primária é iniciada, forças eletromotriz induzidas são criadas nas bobinas primária e secundária. A força eletromotriz oposta na bobina primária faz com que a corrente suba gradualmente ao seu valor máximo. Assim, quando a corrente começa, a taxa de variação no tempo do campo magnético e a tensão induzida na bobina secundária são relativamente pequenas. Por outro lado, quando a corrente primária é interrompida, o campo magnético é reduzido rapidamente e uma tensão relativamente grande é produzida na bobina secundária. Essa tensão, que pode atingir várias dezenas de milhares de volts, dura apenas um período muito curto durante o qual o campo magnético está mudando. Assim, uma bobina de indução produz uma grande tensão com duração de pouco tempo e uma pequena tensão reversa com duração de muito mais tempo. A frequência dessas alterações é determinada pela frequência do interruptor.

Após a descoberta de Faraday, muitas melhorias foram feitas na bobina de indução. Em 1853, o físico francês Armand-Hippolyte-Louis Fizeau colocou um capacitor no interruptor, quebrando assim a corrente primária muito mais rapidamente. Os métodos para enrolar a bobina secundária foram bastante aprimorados por Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) em Paris, por Alfred Apps em Londres e por Friedrich Klingelfuss em Basel, que conseguiu obter faíscas no ar com cerca de 150 cm de comprimento. Existem vários tipos de interruptores. Para as bobinas de indução pequenas, uma mecânica é presa à bobina, enquanto as bobinas maiores usam um dispositivo separado, como um interruptor de jato de mercúrio ou o interruptor eletrolítico inventado por Arthur Wehnelt em 1899.

As bobinas de indução foram usadas para fornecer alta tensão para descargas elétricas em gases a baixa pressão e, como tal, foram fundamentais para a descoberta de raios catódicos e raios X no início do século XX. Outra forma de bobina de indução é a bobina de Tesla, que gera altas tensões em altas frequências. As bobinas de indução maiores usadas com tubos de raios-X foram deslocadas pelo retificador do transformador como fonte de tensão. No século XXI, as bobinas de indução menores permaneceram em uso generalizado como um componente crucial nos sistemas de ignição dos motores a gasolina.