Indutância mútua

Indutância mútua

No tutorial anterior, vimos que um indutor gera uma fem induzida dentro de si como resultado da mudança do campo magnético em torno de suas próprias voltas. Quando essa fem é induzida no mesmo circuito em que a corrente está mudando, esse efeito é chamado de auto-indução (L).

No entanto, quando a fem é induzida em uma bobina adjacente situada dentro do mesmo campo magnético, diz-se que a fem é induzida magneticamente, indutivamente ou por indução mútua, símbolo (M). Então, quando duas ou mais bobinas são magneticamente ligadas entre si por um fluxo magnético comum, é dito que elas têm a propriedade de indutância mútua.

A indutância mútua é o principal operacional básico do transformador, motores, geradores e qualquer outro componente elétrico que interaja com outro campo magnético. Então, podemos definir indução mútua como a corrente que flui em uma bobina que induz uma tensão em uma bobina adjacente.

Mas a indutância mútua também pode ser uma coisa ruim, pois a indutância "dispersa" ou "vazada" de uma bobina pode interferir na operação de outro componente adjacente por meio da indução eletromagnética, portanto, pode ser necessária alguma forma de triagem elétrica para um potencial de aterramento.

A quantidade de indutância mútua que liga uma bobina a outra depende muito do posicionamento relativo das duas bobinas. Se uma bobina estiver posicionada ao lado da outra, de modo que sua distância física seja pequena, quase todo o fluxo magnético gerado pela primeira bobina irá interagir com as voltas da segunda bobina, induzindo uma fem relativamente alta e, portanto, produzindo uma grande valor de indutância mútua.

Da mesma forma, se as duas bobinas estiverem mais afastadas uma da outra ou em ângulos diferentes, a quantidade de fluxo magnético induzido da primeira bobina para a segunda será mais fraca, produzindo uma fem induzida muito menor e, portanto, um valor de indutância mútua muito menor. Portanto, o efeito da indutância mútua depende muito das posições ou espaçamento relativo (S) das duas bobinas, e isso é demonstrado abaixo.

Indutância mútua entre bobinas

A indutância mútua existente entre as duas bobinas pode ser bastante aumentada, posicionando-as em um núcleo de ferro macio comum ou aumentando o número de voltas de qualquer bobina, como seria encontrado em um transformador.

Se as duas bobinas forem enroladas firmemente, uma em cima da outra, por um acoplamento comum de unidade de núcleo de ferro macio, é dito que existe entre elas, pois quaisquer perdas devido ao vazamento de fluxo serão extremamente pequenas. Então, assumindo uma ligação de fluxo perfeita entre as duas bobinas, a indutância mútua que existe entre elas pode ser dada como.

· Onde:

· Μo é a permeabilidade do espaço livre (4.π.10-7)

· Μr é a permeabilidade relativa do núcleo de ferro macio

· N está no número de voltas da bobina

· A está na área de seção transversal em m2

· ℓ é o comprimento das bobinas em metros

Indução Mútua

Aqui, a corrente que flui na bobina 1, L1, estabelece um campo magnético ao redor de si mesma, com algumas dessas linhas de campo magnético passando pela bobina dois, L2 nos dando indutância mútua. A bobina 1 tem uma corrente de voltas I1 e N1, enquanto a bobina 2 tem voltas de N2. Portanto, a indutância mútua, M12 da bobina dois, que existe em relação à bobina uma, depende de sua posição uma em relação à outra e é dada como:

Da mesma forma, a bobina de ligação de fluxo 1, L1 quando uma corrente flui em torno da bobina 2, L2 é exatamente igual à bobina de ligação de fluxo 2 quando a mesma corrente flui em torno da bobina 1 acima, então a indutância mútua da bobina 1 em relação à bobina 2 é definido como M21. Essa indutância mútua é verdadeira independentemente do tamanho, número de voltas, posição relativa ou orientação das duas bobinas. Por isso, podemos escrever a indutância mútua entre as duas bobinas como: M12 = M21 = M.

Então, podemos ver que a auto-indutância caracteriza um indutor como um elemento de circuito único, enquanto a indutância mútua significa alguma forma de acoplamento magnético entre dois indutores ou bobinas, dependendo da distância e do arranjo, e esperamos lembrar nos tutoriais sobre eletroímãs que indutância de cada bobina individual é dada como:

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