Os Tipos de Bobinas

As bobinas são geralmente classificadas com base num conjunto relativamente amplo de parâmetros: o valor nominal, a tolerância do valor nominal, o tipo de material constituinte do núcleo, a resistência do enrolamento (d.c.), a corrente máxima, o fator de qualidade, a frequência de ressonância própria, etc.

No que diz respeito ao material do núcleo, as bobinas podem ser de quatro tipos essencialmente diferentes: com núcleo de ar, com núcleo de ferro, com núcleo de pó de metal, e com núcleo de ferrite.

As bobinas com núcleo de ar consistem basicamente no enrolamento de um fio condutor num suporte de material não magnético, como o plástico ou a fibra de vidro.

O material e a espessura do fio condutor diferem consoante o tipo de aplicação da bobina.

Em baixas frequências utiliza-se fio de cobre isolado por um verniz, mas em aplicações de alta frequência é comum utilizar-se técnicas especiais de enrolamento dos fios condutores, em particular com vista a reduzir as consequências negativas do efeito pelicular.

A dimensão das bobinas com núcleo de ar pode variar entre a fração e a centena de espiras, em geral enroladas em camadas sobrepostas.

É também comum revestir as bobinas com um material isolador resistente aos agentes químicos presentes no ar, como a umidade, garantindo-se-lhes, também, uma maior resistência mecânica.

O objetivo da utilização de um núcleo magnético numa bobina é o aumento do respectivo coeficiente de auto-indução.

O coeficiente de auto-indução de uma bobina é uma função crescente do número de espiras (ao quadrado) e da permeabilidade magnética do meio em que são induzidas as linhas de fluxo, podendo esta última ser largamente amplificada, com recurso a materiais como o ferro, o ferro-silício, o ferro-níquel e as ferrites de níquel,
cobalto, manganésio e magnésio.

É comum agrupar os núcleos magnéticos em três classes: de ferro maciço (são raros) ou laminado, de pó metálico e de ferrite.

A minimização das correntes de Foucault orienta a escolha entre as diversas alternativas.

A variação continuada da magnetização do núcleo induz no mesmo um fluxo de correntes elétricas parasitas, sobretudo em alta frequência, às quais se encontra associado o fenômeno da dissipação de calor por efeito de Joule.

A redução destas correntes passou inicialmente pela aplicação de núcleos de chapa laminada, que ao se encontrarem isoladas umas das outras interrompem e reduzem a dimensão dos caminhos percorridos pelas correntes.

As alternativas à solução laminada são a utilização de um núcleo de pó metálico de dimensões micrométricas, aglutinado e comprimido com um material sintético isolador, ou então recorre-se aos chamados ferrites.

Os ferrites são basicamente cristais mistos que apresentam, simultaneamente, elevadas permeabilidade magnética relativa e resistividade elétrica.

As soluções mais comuns são os ferrites de níquel, de cobalto, de manganésio e de magnésio.

É comum caracterizar as bobinas com o seguinte conjunto de parâmetros técnicos:

a) Valor nominal do coeficiente de auto-indução.
b) Tolerância do valor nominal.
c) Resistência do enrolamento (d.c.).
d) Corrente máxima.
e) Frequência de ressonância intrínseca.
f) Fator de qualidade às frequências de referência.
g) Resistência de isolamento entre as espiras.
h) Coeficiente de temperatura.
i) Gama de variação do valor nominal (em bobinas com núcleo móvel).
j) Gama de frequências recomendada, em particular devido ao efeito pelicular e às capacidades parasitas entre espiras.

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