O reator (ou indutor)

Consideremos inicialmente as idéias básicas do reator (indutor) e, em seguida, do transformador.

O reator (ou indutor, pois os termos são sinônimos) consiste em um certo número de espiras de um condutor enrolado convenientemente sobre um núcleo de ferro especialmente preparado, arranjados de modo a produzir fluxo magnético quando conduz corrente. A sua resistência é mínima, pois o reator é feito para se comportar como uma indutância, sendo a resistência um inconveniente. O reator é apresentado como na Figura 5, mostrando o enrolamento e o circuito magnético.

figure3630

Consideremos o que acontecerá se ligarmos aos terminais do reator, de N espiras, uma bateria de tensão E e resistência interna desprezível.

A corrente começará a circular, crescendo a partir de zero. Ela produzirá a força magnetomotriz (fmm) tex2html_wrap_inline7543 , portanto, um fluxo tex2html_wrap_inline7291 . Em qualquer instante,

  equation3647

onde tex2html_wrap_inline7547 é a relutância do circuito magnético. A fmm de valor total Ni ficará distribuída ao longo do enrolamento. (O valor dos amperes-espiras deve ser considerado igual à corrente total, medida em amperes, que passa em torno do eixo da bobina e, portanto, concatenada com o fluxo. A fmm total é medida em amperes, reduzindo as espiras a um simples número). A fmm manterá o fluxo em todas as regiões possíveis, da mesma forma que uma bateria, com alguns resistores ligados a seus terminais, impõe corrente através de todos eles. Embora a maior parte do fluxo se estabeleça no núcleo (circuito magnético de baixa relutância), uma pequena porção se estabelecerá no ar. A primeira componente de fluxo é chamado fluxo principal e a última fluxo de dispersão.

O fluxo concatenado é o produto do fluxo pelo número de espiras com ele concatenados, tex2html_wrap_inline7557 , supondo-se que todo o fluxo se concatena com todas as espiras. À medida que a corrente e o fluxo aumentam, o fluxo concatenado cresce continuamente. De acordo com a lei de Faraday, uma tensão é induzida na bobina e a cada instante esta tensão é proporcional à taxa de variação do fluxo concatenado e conforme a lei de Lenz, esta tensão induzida terá um sentido tal que se oporá à causa que lhe deu origem, qual seja, o aumento de corrente.

Estas duas leis são formalizadas pela equação:

  equation3697

Pelas equações (6.1) e (6.2) temos:

  equation3706

A equação (6.3) mostra que a f.e.m. gerada por uma bobina se opõe à variação da corrente.

A propriedade de uma bobina se opor à variação da corrente através dela é chamada indutância. A unidade da indutância, no SI, é o henry.

Assim, a (6.3) pode ser reescrita como:

  equation3729

onde L é o símbolo da indutância, em henry. O sinal menos significa apenas que a tensão induzida é uma fcem e está em oposição à tensão aplicada.

Assim, a indutância pode ser formalizado pela equação:

  equation3747

Substituindo a relutância tex2html_wrap_inline7547 na equação (6.5):

  equation3756