Indutor

Calculando a Energia Armazenada no Campo Magnético de um Indutor

Um indutor armazena energia elétrica como um campo magnético criado pela corrente que flui através de uma bobina de fio. Digite sua indutância e a corrente que flui através dele, e esta calculadora encontra a energia armazenada.

Um indutor é, em certo sentido, a imagem espelhada do Calculadora de Capacitor: um capacitor armazena energia em um campo elétrico e sua energia depende do quadrado da tensão, enquanto um indutor armazena energia em um campo magnético e sua energia depende do quadrado da corrente.

A Fórmula

$$E = 0,5 \times L \times I^2$$

A indutância é inserida em milihenrys (mH), a unidade prática em que a maioria dos indutores reais é realmente rotulada, já que um henry inteiro representa uma quantidade muito grande de indutância para um componente típico.

Exemplo Prático

Um indutor de 100 mH conduzindo 2 A de corrente:

1. Indutância em henries: $100 \div 1.000 = 0,1$ H.
2. Energia: $0,5 \times 0,1 \times 2^2 = 0,2$ J, ou 200 mJ.

Dobrar a corrente para 4A em vez disso quadruplicaria a energia armazenada para 800 mJ — a mesma relação quadrática que um capacitor tem com a tensão.

Principais Fatores a Considerar

• Um indutor resiste a uma mudança repentina de corrente, o que é a origem de um perigo prático real. Quando a corrente através de um indutor é abruptamente interrompida, o campo magnético em colapso pode gerar um pico de tensão breve, mas muito alto — é por isso que cargas indutivas (como motores e relés) comumente precisam de um diodo de roda livre ou proteção semelhante em um circuito.
• Indutores reais têm alguma resistência interna, que esta fórmula ideal ignora. Uma bobina de fio real tem resistência que dissipa parte da energia como calor durante a operação — a fórmula desta calculadora descreve a energia armazenada do indutor ideal e sem perdas, não a energia total consumida por um circuito indutivo real ao longo do tempo.
• A indutância depende da construção física de uma bobina, não é algo que você define diretamente como a resistência de um resistor. O número de espiras, o material do núcleo e a geometria da bobina determinam o valor real de indutância de um indutor — esta calculadora toma a indutância como uma quantidade conhecida e dada, em vez de calculá-la a partir do design físico de uma bobina.
• Indutores e capacitores juntos formam a base dos circuitos ressonantes usados em toda a eletrônica. Um circuito LC (indutor mais capacitor) tem uma frequência de ressonância natural determinada pelos valores de ambos os componentes — a mesma relação de armazenamento de energia que cada componente tem individualmente (tensão ao quadrado para capacitores, corrente ao quadrado para indutores) fundamenta como a energia oscila entre eles em tal circuito.

Erros Comuns

• Inserir a indutância em henries em vez de milihenrys. A maioria dos indutores reais é rotulada em mH ou µH — inserir um valor em henries onde mH é esperado superestima a energia armazenada por um fator de um milhão.
• Confundir a energia armazenada de um indutor com a energia total dissipada por um circuito real. Esta fórmula descreve o caso ideal e sem perdas — a própria resistência de uma bobina real dissipa energia adicional como calor que este cálculo não captura.
• Ignorar o risco de pico de tensão quando a corrente através de um indutor é interrompida. Cortar repentinamente a corrente para uma carga indutiva pode gerar um pico de tensão breve, mas muito alto, e é exatamente por isso que motores e relés normalmente precisam de proteção com diodo de roda livre.
• Tratar a indutância como algo que você pode escolher livremente, como a resistência de um resistor. A indutância vem da construção física de uma bobina — suas espiras, material do núcleo e geometria — não de um único valor ajustável.

Útil Saber

• Procurando o cálculo espelhado para o outro componente básico de armazenamento de energia? A calculadora Calculadora de Capacitor encontra a energia armazenada a partir da tensão em vez da corrente.
• Precisa relacionar tensão, corrente e resistência no restante de um circuito? A calculadora Calculadora da Lei de Ohm resolve para o que estiver faltando.
• Curioso sobre a potência que um circuito consome quando a corrente está fluindo? A calculadora Calculadora de Potência Elétrica calcula isso diretamente.