8.5
Tipos de Bobinas
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Tipos de Bobinas |
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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 factor de qualidade; a frequência
de ressonância própria; etc. No que respeita ao material do núcleo, as bobinas podem ser de quatro tipos essencialmente distintos: 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 fracção e a centena de espiras, em geral enroladas em camadas sobrepostas. É também usual impregnar as bobinas com um material isolador resistente aos agentes químicos presentes no ar, como a humidade, garantindo-se-lhes, também, uma maior resistência mecânica. O objectivo da utilização de um núcleo magnético numa bobina é o aumento do respectivo coeficiente de auto-indução. Como se referiu ao longo deste capítulo, o coeficiente de auto-indução de uma bobina é uma função crescente do número de espiras (ao quadrado, note-se) 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 (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 eléctricas parasitas, sobretudo em alta frequência, às quais se encontra associado o fenómeno 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 às designadas ferrites. As ferrites são basicamente cristais mistos que apresentam, simultaneamente, elevadas permeabilidade magnética relativa e resistividade eléctrica. As soluções mais comuns são as ferrites de níquel, de cobalto, de manganésio e de magnésio. Figura 8.14 Algumas bobinas disponíveisÉ comum caracterizar as bobinas com o seguinte conjunto de parâmetros técnicos:
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