Componentes indutivos
(1 125)As variações rápidas de corrente são um fenómeno extremamente perigoso que pode danificar a placa de circuito impresso do sistema eletrónico. Para uma proteção eficaz contra as perturbações da corrente elétrica, são utilizadas reatâncias indutivas. São, por isso, um componente extremamente importante dos sistemas eletrotécnicos e eletrónicos que todo e qualquer especialista da indústria deve conhecer.
Construção de um bucim
Apesar da função muito importante dos bucins, a sua estrutura é extremamente simples. Um fio de espessura adequada em forma de espiral é o elemento básico da estrutura. A solução mais comum é enrolar a espiral num núcleo feito de um material ferromagnético com fortes propriedades magnéticas (incluindo o cobalto, o níquel ou o ferro de uso comum). Outra construção que se usa com menos frequência são os bucins sem núcleo, ou seja, preencher a espiral com ar. No entanto, a desvantagem desta última solução é a necessidade de reforçar adequadamente o fio enrolado para o proteger de deformações, bem como a menor indutância em comparação com bobinas com núcleos (com o mesmo número de voltas). O uso do núcleo também lhe permite ajustar a indutância do bucim, alterando a sua posição em relação às bobinas circundantes. Consoante as condições de trabalho e a aplicação, existem bobinas equipadas com um circuito magnético fechado, as chamadas bobinas blindadas, e bobinas com circuito magnético aberto.
O propósito e o método de montagem requerem o uso de vários tipos de elementos passivos com diversas formas e métodos de enrolamento de fio. Os tipos de reatores mais comuns são os seguintes:
- Bucins SMD;
- Bucins THT;
- Bucins de compensação DMF.
Como funciona um bucim?
Os bucins evitam variações repentinas na intensidade da corrente devido ao campo magnético criado à volta do condutor vivo. Aquando de uma alteração rápida na intensidade da corrente elétrica que flui, o campo magnético também se altera, o que, sob a forma de correntes inversas, elimina o fenómeno indesejável. O chamado estrangulamento da corrente ou autoindução aumenta na proporção das variações na corrente que flui.
O parâmetro mais importante dos bucins é a sua indutância, que diz respeito à capacidade de gerar um campo magnético que gere uma corrente inversa. Para uma escolha adequada, também se deve ter em conta a resistência do reator e a corrente de funcionamento permitida. Outro dos parâmetros que descrevem as propriedades da bobina é a bondade, que determina a capacidade de estrangular os fluxos com frequências que se desviam da sua própria frequência de ressonância.
A unidade que descreve a bobina é o Henry [H]. Quando uma variação de corrente de 1 ampere por segundo induz uma tensão de 1 volt, a indutância do circuito é de 1 henry. O aumento da indutância da bobina pode ser influenciado por:
- Aumento do número de bobinas e da sua área;
- Seleção de um material adequado com alta permeabilidade relativa para a estrutura do núcleo;
- Redução do seu comprimento.
Aplicações e função dos bucins
Os dispositivos que utilizam os referidos elementos de indução estão à nossa volta no dia a dia. Como tal, vale a pena saber onde podemos encontrá-los. Eis alguns exemplos:
- Sistemas de acionamento equipados com inversores – filtrar as perturbações resultantes do controlo de velocidade do motor com o uso de um conversor de frequência;
- Todo o tipo de altifalantes – os bucins anti-interferências melhoram significativamente a qualidade acústica do som gerado;
- Baterias capacitivas – bucins como elementos de proteção para condensadores.
Bobina e bucim clássicos – diferenças básicas
Os bucins pertencem ao grupo dos indutores. Por esta razão, os termos bucim e bobina de indução têm sido utilizados indistintamente. Neste ponto, porém, deve ter-se em conta que nem todas as bobinas contam com bucins. Estes componentes diferem principalmente na forma como são utilizados no sistema elétrico. O reator é só uma bobina, cuja tarefa é prevenir o fenómeno indesejável das variações na intensidade da corrente. Outros usos das bobinas (por exemplo, em eletroímanes como fonte de atração de elementos metálicos) mostram que este componente não pode ser incluído no grupo de indução.
Perda de potência nas bobinas
A principal razão das perdas de potência nas bobinas é a resistência do fio de enrolamento. Faz com que a bobina aqueça e as propriedades magnéticas do núcleo se alterem. Isto é especialmente perigoso no caso de correntes elevadas, pois pode danificar os componentes eletrónicos e, em consequência, provocar a falha de todo o sistema.
Outro detalhe importante é a precisão da estrutura da bobina. O cuidado de enrolar o cabo ou os espaços adequados em voltas sucessivas tem um grande impacto na qualidade do campo magnético gerado. A sua dispersão representa uma perda mensurável da eficiência do bucim. Cabe referir que uma bobina mal feita pode gerar calor adicional, o que aumenta o risco de sobreaquecimento do circuito descrito anteriormente.
A qualidade do núcleo em si também tem uma grande influência na perda de potência. O seu comportamento desigual pode dar lugar à ocorrência de grandes desvios dos parâmetros reais em relação aos valores nominais.
Como escolher o bucim adequado?
Em resumo, as indutâncias são utilizadas em dispositivos que requerem a eliminação de variações bruscas de corrente, filtragem de sinais ou proteção contra sobrecargas provocadas por correntes harmónicas. Devido às diversas aplicações e aos parâmetros específicos de cada bobina, deve prestar especial atenção à escolha do elemento de circuito apropriado. Só um bucim com uma indutância adequada e concebido para trabalhar com uma intensidade de corrente específica pode satisfazer todos os requisitos. Portanto, a escolha de componentes tão importantes de um circuito eletrónico não deve guiar-se unicamente por aspetos económicos. Vale a pena apostar em fabricantes comprovados que cumprirão todos os requisitos de qualidade e garantirão um funcionamento sem falhas a longo prazo.
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