Calculadora de energia armazenada em indutor
Calcula a energia armazenada em um indutor a partir da indutância em henrys e da corrente em amperes usando meio L I quadrado.
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Energia armazenada em um indutor
Sempre que passa corrente por um indutor, o campo magnético ao redor da bobina acumula energia. Para calcular a energia instantânea use E = ½ L I². Nessa conta, L é a indutância em henries (H), I é a corrente em ampères (A) e o resultado vem em joules (J). Pense num choke de 10 mH conduzindo 2 A: ele guarda 0,5 × 0,01 × 2² = 0,02 J, ou seja, 20 mJ.
No capacitor a energia segue o quadrado da tensão. Já no indutor ela segue o quadrado da corrente. É por isso que cortar bruscamente uma corrente indutiva produz picos de tensão altos (v = L · di/dt): a energia magnética precisa ir para algum lugar. Quem quiser ver de onde sai a fórmula é só integrar a potência instantânea p(t) = v(t)·i(t) ao longo do tempo. Boylestad (Análise de Circuitos) e Sedra & Smith (Microeletrônica) mostram essa dedução.
Aplicações
Guardar energia assim é o que faz as fontes chaveadas funcionarem, e os conversores buck, boost e flyback dependem disso. A mesma ideia aparece nas bobinas de ignição automotiva, que levam os 12 V da bateria a dezenas de kilovolts, nos circuitos de descarga dos desfibriladores e nos ímãs supercondutores de equipamentos de ressonância magnética, que chegam a armazenar megajoules. Quando essa energia é liberada de forma abrupta, surgem fenômenos harmônicos e de surto; é deles que tratam as normas IEC 61000 e IEEE 519.
FAQ
Por que indutores precisam de diodo flyback? Quando você abre a chave que alimenta um indutor, a energia ½LI² armazenada tem que ser dissipada de algum jeito. O diodo de roda-livre abre um caminho para a corrente escoar como calor, sem provocar arco entre os contatos.
A saturação do núcleo afeta a fórmula? Afeta. Com o núcleo saturado, a indutância efetiva cai e o ½LI² puro acaba superestimando a energia. Nesse caso, para núcleos não-lineares, recorra à integral ∫ i·dλ.
Qual a diferença para a energia em capacitor? O capacitor guarda ½ C V² num campo elétrico e resiste a variações de tensão. O indutor guarda ½ L I² num campo magnético e resiste a variações de corrente.
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