Aplicação dos indutores na engenharia elétrica, materiais utilizados na fabricação, tipos de indutores.

1. Aplicação de Indutores na
Engenharia Elétrica
Aluno: Eduardo da Silva Fernandes

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

3. 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)

4. O que são os indutores

5. Relação tensão/corrente
• V(t) =
• Se a corrente for contínua, o indutor
se comporta como um curto-circuito.

6. O que são os indutores
• Convenção passiva

7. L=
Cálculo da Indutância
• L=
• N: Número de espiras
• Φ: Fluxo magnético
• i: corrente pelo indutor

8. w=
Energia no indutor
• W=
• L: Indutância
• i: corrente no indutor

9. Especificações
• O indutor é especificado seguindo os
seguintes parametros
• Indutância
• Frequência de comutação
• Corrente elétrica
• Ondulação de corrente
• Temperatura ambiente

10. Componentes
• As partes que compõem o indutor
são:
• Enrolamente
• núcleo

11. Enrolamento
• Geralmente é a parte que envolve o
núcleo
• Onde circula a corrente
• Feito de material
condutor, normalmente cobre sólido

12. 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

13. Núcleo magnético
• Por onde circula o fluxo magnético
• Existem 3 formatos de núcleo:
• Pot core
• Perfil E
• Toroidal

14. 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

15. Formato Pot Core

16. Perfil E
• São mais baratos que os pot core
• São facilmente montados
• Utilizado para várias aplicações

17. Perfil E

18. Formato toroidal
• Permite o máximo aproveitamento do
núcleo do material magnético
• Muito usados na eletrônica

19. Formato toroidal

20. Materiais usados no núcleo
• Ligas metálicas
• Pó magnético
• Ferrite

21. Materiais usados no núcleo
• Ligas metálicas
• Alta permeabilidade
• Alto valor de saturação da densidade de fluxo
magnético
• Pouco armazenamento de energia
• Exemplo: Permalloy

22. Materiais usados no núcleo
• Permalloy

23. 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

24. Materiais usados no núcleo
• Pó magnético

25. 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

26. Materiais usados no núcleo
• Ferrite

27. Aplicações
• Principais aplicações de indutores
• Conversores buck-boost
• flybacks
• Reguladores chaveados
• Filtros

28. Conversor buck-boost
• Serve para converter tensão cc em
uma tensão cc de polaridade oposta
• Normalmente é utilizado um indutor
com núcleo de ferrite

29. Conversor buck-boost
• Circuito:

30. 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.

31. 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

32. Flybacks
• Circuito de um flyback

33. 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

34. Reguladores chaveados
• Vista interna de
uma Fonte
Chaveada.
A - retificador em ponte
B - capacitores de filtro
de entrada
C - transformador
D - indutores de filtro
de saída
E - capacitores de filtro
de saída

35. 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.

36. Filtros
• Filtro Passa-Baixa (PB)

37. Filtros
• Filtro Passa-Alta (PA)

38. Dúvidas

39. Muito Obrigado!!!
Eduardo da Silva Fernandes
Edu.silva.fernandes@gmail.com