Indutor

Considere a bobina da Figura 4(a). Quando a chave é fechada, a corrente tende a crescer, causando o aumento do fluxo. O crescimento da corrente não é instantâneo. Em outras palavras, uma força-contra-eletromotriz, fcem, é induzida de forma a se opor ao crescimento da corrente.

Considerando-se o núcleo de ar, ou outros materiais não-magnéticos, a característica x i é linear. O produto de N por é denominado fluxo concatenado (representado por ). A constante de proporcionalidade que relaciona o fluxo concatenado e a corrente, isto é, a inclinação da reta, é definida como indutância (L):

 

A unidade de indutância é weber por ampere, que é definida como um henry.

Para o núcleo de material magnético a característica x i deixa de ser linear e na prática esta curva é representada em função da densidade de fluxo (B) e intensidade de campo (H), como mostrado na Figura 5.

As grandezas e i se relacionam respectivamente com as grandezas B e H, conforme as Equações 2.16 e 2.17:

 

 

onde:

B = densidade de fluxo em tesla (T)

= fluxo em weber (Wb)

A = área da seção reta do núcleo em

H = intensidade de campo em ampere-espira por metro

i = corrente em ampere

N = número de espiras

l = comprimento médio do núcleo em m

A relação entre B e H é denominada permeabilidade absoluta, representada por . Isto é:

 

Substituindo as Equações 2.16 e 2.17 na Equação 2.18 temos:

 

Rearranjando:

 

ou

 

A permeabilidade absoluta dos materiais magnéticos varia com a densidade de fluxo, conforme mostra a Figura 5.

A permeabilidade dos materiais é tomada em relação à permeabilidade do vácuo ( ), que vale
4 H/m.

Assim,

 

A permeabilidade relativa, , de materiais não-magnéticos como o ar, o cobre, a madeira, o vidro e o plástico é igual a 1. Por outro lado, o de materiais magnéticos como o cobalto, o níquel, o ferro, o aço e suas ligas é muito maior do que 1.

A Equação 2.21 pode ser reescrita em função da permeabilidade relativa:

 

A indutância pode ser aumentada variando-se os fatores geométricos, o número de espiras ou ainda escolhendo-se marerial com permeabilidade relativa maior. Assim, para uma dada bobina (com fatores geométricos e número de espiras fixos) a permeabilidade relativa atua como um ``amplificador'' da indutância.

A Tabela 2.2 mostra a permeabilidade relativa para alguns materiais.

  
Table 2.2: Permeabilidade relativa.