Calculadora de energia armazenada em indutor

Energia armazenada em um indutor

Um indutor armazena energia no campo magnético ao redor da bobina sempre que há corrente fluindo. A energia instantânea é dada por E = ½ L I², onde L é a indutância em henries (H) e I é a corrente em ampères (A); o resultado sai em joules (J). Por exemplo, um choke de 10 mH conduzindo 2 A armazena 0,5 × 0,01 × 2² = 0,02 J (20 mJ).

Diferente do capacitor, cuja energia depende do quadrado da tensão, no indutor a energia varia com o quadrado da corrente. Por isso interromper bruscamente uma corrente indutiva gera picos de tensão elevados (v = L · di/dt): a energia magnética precisa ir para algum lugar. A dedução vem da integração da potência instantânea p(t) = v(t)·i(t), conforme apresentado em Boylestad (Análise de Circuitos) e Sedra & Smith (Microeletrônica).

Aplicações

O armazenamento de energia em indutores é a base de fontes chaveadas (conversores buck, boost e flyback), bobinas de ignição automotiva que elevam 12 V da bateria para dezenas de kilovolts, circuitos de descarga em desfibriladores e os ímãs supercondutores de equipamentos de ressonância magnética (que chegam a armazenar megajoules). As normas IEC 61000 e IEEE 519 tratam de fenômenos harmônicos e de surto provocados quando essa energia é liberada abruptamente.

FAQ

Por que indutores precisam de diodo flyback? Ao abrir a chave que alimenta um indutor, a energia ½LI² armazenada precisa ser dissipada. O diodo de roda-livre dá um caminho para que a corrente decaia como calor, em vez de provocar arco entre os contatos.

A saturação do núcleo afeta a fórmula? Sim — quando o núcleo satura, a indutância efetiva cai e a fórmula simples ½LI² superestima a energia. Para núcleos não-lineares, use a integral ∫ i·dλ.

Qual a diferença para a energia em capacitor? O capacitor armazena ½ C V² em campo elétrico e resiste a variações de tensão; o indutor armazena ½ L I² em campo magnético e resiste a variações de corrente.