Circuitos Magneticamente Acoplados

Introdução

Circuitos Elétricos

• Os circuitos que estudamos até o momento são considerados condutivamente acoplados.
– Um laço afeta o laço vizinho através da condução de corrente.

Circuitos Magneticamente Acoplados

Alessandro L. Koerich
Engenharia de Computação
Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR)

• Quando dois laços com ou sem contato se afetam através do campo magnético gerado por um deles, são chamados de magneticamente acoplados.
• Exemplo: Transformador → bobinas magneticamente acopladas para transferir energia de um circuito para outro.

Indutância Mútua

Indutância Mútua
•

Quando dois indutores (ou bobinas) estão próximos, o fluxo magnético causado pela corrente em uma bobina induz tensão na outra bobina.

•

Mas o fluxo φ é produzido pela corrente i, portanto qualquer mudança em φ é causada por uma variação na corrente:
=

•

Este fenômeno é chamado de indutância mútua.

•

Para um indutor simples de N espiras, quando uma corrente i flui através dele, um fluxo magnético φ é produzido ao redor dele. •

De acordo com a lei de Faraday, a tensão induzida no indutor é:

•

•

=

ou
=
A indutância L do indutor é dada por:
=
Esta indutância é chamada de auto-indutância, pois relaciona a tensão induzida em uma bobina por uma corrente variante no tempo na mesma bobina.

Indutância Mútua

Indutância Mútua
• Considerando agora duas bobinas com auto-indutâncias L1 e
L2 que estão próximas. A bobina 1 tem N1 voltas e a bobina 2 tem N2 voltas. Assumimos que a bobina 2 não transporta corrente. • Apesar das duas bobinas estarem fisicamente separadas, elas estão magneticamente acopladas. Como o fluxo total φ1 percorre a bobina 1, a tensão induzida na bobina 1:
=

• O fluxo magnético φ1 originário na bobina 1 tem dois componentes: o componente φ11 percorre somente a bobina 1 e o componente φ12 percorre ambas as bobinas. Portanto:
=

• Somente o fluxo φ12 percorre a