A Calculadora de Voltagem de Bobina é uma ferramenta que ajuda a determinar a voltagem em um indutor (bobina) em condições dinâmicas e de estado estacionário. Os indutores são amplamente usados em circuitos elétricos para armazenamento de energia, filtragem e gerenciamento de mudanças de corrente. Esta calculadora simplifica o processo de compreensão e cálculo da voltagem gerada por uma bobina com base em sua indutância, resistência e mudança de corrente. Ela pertence ao categoria de ferramentas de análise de circuitos elétricos, apoiando engenheiros e técnicos na concepção de sistemas eficientes e confiáveis.
Calculadora de Fórmula de Tensão de Bobina
A tensão através de uma bobina pode ser calculada em dois estados primários:
1. Estado dinâmico (reatância indutiva)
V = L * (dI/dt)
Onde:
- V é a voltagem na bobina (em volts).
- L é a indutância da bobina (em henries).
- dI / dt é a taxa de variação da corrente através da bobina (em amperes por segundo).
2. Estado estacionário (componente resistivo)
V = eu * R
Onde:
- V é a voltagem na bobina (em volts).
- I é a corrente através da bobina (em amperes).
- R é a resistência da bobina (em ohms).
Cálculos detalhados para variáveis
Indutância (L):
L = (μ₀ * μr * N² * A) / l
Onde:
- µ₀ é a permeabilidade do espaço livre (4π × 10⁻⁷ H/m).
- micror é a permeabilidade relativa do material do núcleo.
- N é o número de voltas da bobina.
- A é a área da seção transversal do núcleo (em metros quadrados).
- l é o comprimento da bobina (em metros).
Resistência (R):
R = (ρ * L_fio) / A_fio
Onde:
- ρ é a resistividade do material da bobina (em ohmímetros).
- Fio L é o comprimento total do fio (em metros).
- Um fio é a área da seção transversal do fio (em metros quadrados).
Taxa de variação da corrente (dI/dt):
dI / dt é o tempo derivada da corrente e pode ser determinada a partir de dados experimentais ou condições do circuito. Ela indica quão rapidamente a corrente muda ao longo do tempo.
Tabela pré-calculada para configurações comuns de bobinas
Abaixo está uma tabela de referência mostrando cálculos típicos de tensão sob vários parâmetros de bobina:
| Indutância (L) | Taxa de variação atual (dI/dt) | Resistência (R) | Voltagem (V) |
|---|---|---|---|
| 1 mH | 10 A/s | 0.5 Ω | 10.5 V |
| 2 mH | 20 A/s | 1.0 Ω | 41 V |
| 5 mH | 5 A/s | 2.0 Ω | 27 V |
| 10 mH | 50 A/s | 0.1 Ω | 501 V |
Esta tabela simplifica as estimativas de tensão para configurações indutivas padrão.
Exemplo de calculadora de tensão de bobina
Vamos calcular a tensão em uma bobina com os seguintes parâmetros:
- Indutância (L): 5 mH = 0.005 H.
- Taxa de variação da corrente (dI/dt): 15 A/s.
- Resistência (R): 2Ω.
- Atual (I): 3 A.
Etapa 1: Calcular a tensão a partir da reatância indutiva
V_indutivo = L * (dI/dt)
V_indutivo = 0.005 * 15 = 0.075 V.
Etapa 2: Calcular a tensão do componente resistivo
V_resistivo = I * R
V_resistivo = 3 * 2 = 6 V.
Etapa 3: Calcular a tensão total
Para uma adição simples destes componentes:
V_total = V_indutivo + V_resistivo
V_total = 0.075 + 6 ≈ 6.075 V.
Assim, a tensão total na bobina é aproximadamente Volts 6.075.
Perguntas frequentes mais comuns
A tensão da bobina determina o comportamento dos indutores em condições CA e transitórias, influenciando o armazenamento de energia, a filtragem e a proteção em circuitos.
Maior indutância resulta em maior voltagem para a mesma taxa de variação de corrente, o que a torna essencial no projeto de sistemas onde picos de voltagem precisam ser controlados.
Sim, mas parâmetros adicionais como frequência angular (ω) e diferenças de fase devem ser consideradas para resultados precisos em sistemas CA.