Introdução à eletrônica: 6 - Conceitos de eletromagnetismo

Campo magnético em um condutor

Se fizermos uma corrente fluir através de um condutor, um campo magnético é gerado ao seu redor, cujas linhas de força são círculos concêntricos ao redor do condutor. A direção das linhas de força dependerá da direção da corrente. Esse tipo de campo magnético é conhecido como campo eletromagnético (em homenagem à sua origem).

Campo eletromagnético gerado quando uma corrente flui através de um condutor

A relação entre a direção da corrente em um condutor e a direção do campo magnético que o cerca é determinada pela aplicação da regra da mão esquerda .

Regra da mão esquerda

Esta regra diz que se um condutor de corrente for segurado com a mão esquerda, com o polegar apontando na mesma direção do fluxo de elétrons (fluxo de corrente real), os dedos que circundam o condutor indicarão a direção das linhas de força magnética.

A intensidade do campo magnético gerado ao redor do condutor depende da intensidade da corrente que flui pelo circuito, ou seja, um alto fluxo de corrente produz muitas linhas de força, ao contrário, um baixo fluxo produz apenas algumas.

Quando a corrente que flui através do condutor aumenta ou diminui, a força do campo magnético aumenta ou diminui na mesma direção e proporção. Quando a intensidade do campo aumenta, as linhas de força crescem na mesma proporção e se afastam do centro do condutor. Da mesma forma, quando a força do campo diminui, as linhas de força se contraem em direção ao centro do condutor na mesma proporção.

Intensidade do campo magnético criado por uma corrente retilínea.

A intensidade do campo magnético criado por uma corrente que flui através de um condutor não é uniforme em todos os pontos do campo, mas varia com a distância do centro do condutor. Quanto mais distante, menor o valor da intensidade do campo naquele ponto.

Além disso, a intensidade do campo magnético depende da corrente que flui pelo condutor e é diretamente proporcional a ela. Para calcular o valor do campo magnético em um ponto específico, aplique a fórmula mostrada abaixo.

Ou seja, o valor da intensidade do campo magnético (em gauss) criado em qualquer ponto por uma corrente elétrica ao circular por um condutor retilíneo é igual a 0,2 vezes o coeficiente que resulta da divisão dessa corrente (I em amperes) pela distância (d em centímetros) que separa esse ponto do centro do condutor.

Bobina e eletroímã

Campo magnético criado por um loop

Consideremos uma corrente elétrica fluindo através de uma espira (veja a figura a seguir) e observemos o campo magnético que ela gera. Se a regra da mão esquerda for aplicada a essa espira, podemos ver que todas as linhas de força do campo magnético criadas ao longo do comprimento da espira têm a mesma direção, ou seja, todas as linhas de força ao redor do condutor saem por um dos lados da espira e entram pelo outro. Consequentemente, uma espira de fio que transporta uma corrente atuará como um ímã com polos norte e sul bem definidos. O polo norte está no lado em que as linhas de força saem da espira e o polo sul está no lado em que elas entram na espira. Se aplicarmos isso à imagem a seguir, podemos determinar que o polo norte corresponde à parte abaixo da espira e o polo sul à parte acima.

Campo magnético criado por um loop

Se quisermos aumentar a potência do campo magnético da espira, precisamos enrolar o fio várias vezes, como mostrado na figura a seguir, para formar uma bobina. Nesse caso, os campos individuais se somarão para formar um forte campo magnético dentro e fora da bobina. A bobina atua como uma poderosa barra magnetizada, cujo polo norte é a extremidade de onde partem as linhas de força.

Campo magnético ao redor de uma bobina

Do que foi visto até agora, conclui-se que a polaridade de uma bobina é independente da direção em que as espiras são enroladas, e o que é realmente essencial para estabelecer a polaridade é a direção de rotação da corrente.

Regra da mão esquerda para determinar a direção do campo magnético nas bobinas

Vimos a regra da mão esquerda para determinar a direção do campo em um condutor, assim como existe uma regra da mão esquerda para determinar a direção do campo magnético em bobinas. Posicione os dedos da mão esquerda na bobina na mesma direção do fluxo da corrente de elétrons (de negativo para positivo) e o polegar apontará para o polo norte, conforme indicado na figura a seguir.

Intensidade do campo originado em uma bobina

Como demonstramos anteriormente, a intensidade do campo será maior quanto maior for a corrente que flui pela bobina, bem como quanto maior for o número de espiras que ela tiver. Por outro lado (como seria de se esperar), o comprimento da bobina tem um efeito inverso no valor da intensidade do campo. Quando o diâmetro da bobina é pequeno em relação ao seu comprimento, o valor da intensidade do campo magnético é dado pela fórmula:

Eletroímã

O conjunto formado por uma bobina e um núcleo de ferro colocado em seu interior é chamado de eletroímã . O núcleo de ferro é magnetizado pelo efeito do campo magnético criado pela bobina, que o reforça e produz um campo magnético total mais forte.

Construção de um eletroímã. Bobina e núcleo de ferro.

Quando o núcleo de ferro é removido de um eletroímã, obtemos o que é conhecido como um solenóide .

Existem muitas aplicações do conceito eletromagnético no setor automotivo.

Uma dessas aplicações é conhecida como relé eletromagnético, que falaremos mais adiante e que é basicamente um interruptor com controle eletromagnético formado por dois circuitos, um de controle e outro de excitação.

Outros exemplos das inúmeras aplicações do conceito eletromagnético no setor automotivo são o relé de acionamento do motor de partida e o estator do motor elétrico.

Força eletromotriz induzida

Sempre que um condutor em um campo magnético é submetido a uma variação no valor das linhas de fluxo desse campo, uma força eletromotriz (FEM) é gerada nele, chamada de induzida . Se esse condutor fizer parte de um circuito fechado, uma corrente elétrica fluirá através dele, chamada de corrente induzida .

O fenômeno pelo qual uma força eletromotriz é gerada em um condutor ao variar o fluxo magnético ao qual ele é submetido é conhecido como indução .

Existem duas maneiras de produzir a variação de fluxo necessária para obter a força eletromotriz induzida: o método dinâmico e o método estático .

A força eletromotriz é gerada dinamicamente pela movimentação do condutor através do campo magnético, cuja intensidade permanece constante. Bons exemplos desse tipo são alternadores e dínamos , cujos condutores estão alojados no estator (no caso do alternador) e no rotor (no caso do dínamo), e estão sujeitos a variações de fluxo em consequência da rotação de seu eixo.

Dínamo e alternador

A força eletromotriz é gerada estaticamente pela variação da intensidade do campo magnético. Nesses casos, tanto o condutor quanto a fonte geradora de fluxo magnético permanecem estáticos. Um bom exemplo desse tipo é o transformador (sobre o qual falaremos mais adiante).

Bobina de ignição. Um bom exemplo de transformadores aplicados ao setor automotivo

Procedimentos de indução

Embora existam outros, os procedimentos usuais para produzir forças eletromotrizes induzidas são os seguintes:

Exemplo 1

Suponha que conectamos um amperímetro em série com a bobina da imagem a seguir. Se aproximarmos um ímã permanente dessa bobina, veremos que o amperímetro indica um fluxo de corrente, ou seja, uma força eletromotriz (FEM) foi induzida. Essa FEM induzida será gerada à medida que o ímã se aproxima da bobina. Quando paramos de mover o ímã, o fenômeno de indução cessa.

Se agora fizermos o movimento inverso com o ímã, ou seja, afastá-lo da bobina, veremos também que há uma FEM induzida, mas neste caso ela será de sinal oposto àquela criada ao aproximar o ímã.

Se realizarmos o mesmo experimento, mas desta vez movermos a bobina enquanto o ímã permanece parado, obteremos resultados idênticos.

Se os movimentos de vaivém forem realizados a uma velocidade maior, podemos observar que a FEM induzida é maior. Ou seja, a velocidade com que ocorre a variação do fluxo ao redor da bobina influencia diretamente o valor da FEM induzida.

Quando o CEM induzido é produzido por campos magnéticos de ímãs permanentes, as máquinas que os geram são chamadas magnetoelétricas ou, mais comumente, magnetos .

Gerador de magneto estator para Yamaha Guerrero

Exemplo 2

Se substituirmos o ímã permanente do procedimento acima por uma segunda bobina -A- e aplicarmos uma corrente elétrica a ela, este se comportará exatamente da mesma maneira que o ímã do procedimento 1.

Portanto, se repetirmos os vários experimentos realizados com o ímã, obteremos os mesmos resultados, pois a bobina -B- estará submetida à variação do fluxo magnético causada pelos movimentos de vaivém da bobina -A- .

Máquinas elétricas nas quais a CEM induzida é produzida em bobinas localizadas no centro de campos magnéticos gerados por outras bobinas eletricamente excitadas são chamadas de máquinas dínamo-elétricas , entre as quais se destacam os dínamos e os alternadores.

Exemplo 3

Com o conjunto formado pelas duas bobinas do experimento anterior, uma FEM induzida pode ser obtida na bobina -B- de outra maneira. O método é muito simples: consiste em manter as duas bobinas fixas, o que significa que a variação de fluxo na bobina -B- não é produzida pelo movimento da bobina -A- , mas pelo fluxo e interrupção da corrente usando a chave -C- .

Ao abrir e fechar o interruptor -C- , pode-se observar que a agulha do amperímetro se move em direções opostas dependendo se o interruptor está sendo aberto ou fechado.

Este experimento de procedimento estático é a base da operação de transformadores .

Força eletromotriz induzida

Força eletromotriz induzida em um condutor reto

Se um condutor LM for movido através de um campo magnético cortando suas linhas de força, uma força eletromotriz será induzida no condutor, que será proporcional à velocidade na qual as linhas de força são cortadas e à quantidade de linhas cortadas.

Com a disposição mostrada na figura anterior, podemos afirmar o seguinte:

• Supondo que os polos N e S estejam fixos, se movermos o condutor linear linear na direção indicada pela seta vermelha, podemos ver como a agulha do amperímetro indica o fluxo de uma pequena corrente elétrica, desviando-se em uma direção específica. Isso demonstra que uma força eletromotriz foi induzida no condutor, cuja direção é de L para M.

• 
  Se pararmos de mover o condutor no campo magnético, a corrente deixará de fluir por ele. O mesmo acontecerá quando o condutor sair da área de influência do campo magnético.
  

  Ou seja, para que uma força eletromotriz seja induzida em um condutor, ela deve cortar as linhas de força do campo magnético.
  

• Se realizarmos a mesma ação, mas agora movermos o condutor no sentido oposto ao marcado pela linha vermelha, veremos novamente que a agulha do amperímetro se move para indicar uma força eletromotriz gerada no condutor, mas desta vez o movimento da agulha é no sentido oposto ao do teste anterior, ou seja, o sentido da corrente gerada vai de M para L.

• 
  Isso demonstra que a direção da força eletromotriz induzida depende da direção na qual o condutor é movido em relação ao campo magnético.

• Se realizarmos experimentos semelhantes, mas mantivermos o condutor fixo e movermos os campos N e S , os resultados serão idênticos aos obtidos ao mover o condutor.

Resumindo...

Se um condutor for movido em um campo magnético em uma direção que faça com que ele corte suas linhas de força, uma força eletromotriz será induzida nesse condutor.

Direção da força eletromotriz induzida

Os experimentos realizados acima mostram que a direção de deflexão da agulha do medidor depende do sentido relativo do condutor linear em relação ao campo magnético. A relação entre a direção da corrente induzida, a direção em que o condutor se move e a direção do fluxo magnético é dada por uma regra simples chamada " regra dos três dedos da mão direita ", descrita a seguir:

Regra dos três dedos da mão direita

Posicione o polegar , o indicador e o dedo médio da mão direita de modo que formem ângulos retos mútuos, aponte o dedo indicador na direção do fluxo do campo magnético e o polegar na direção do movimento relativo do condutor em relação ao sistema polar, e o dedo médio indicará a direção na qual a força eletromotriz induzida fluirá no condutor.

Valor EMF induzido

A partir do que vimos até agora, podemos deduzir que uma força eletromotriz é induzida em um condutor sempre que ele corta as linhas de força de um campo magnético. A corrente induzida depende de certos parâmetros:

1. A velocidade com que o condutor se move dentro do campo magnético. Ao se mover a uma velocidade maior, ele cortará mais linhas de força e, consequentemente, a FEM induzida será maior.
   

2. O comprimento do condutor . Quanto maior o condutor, maior o número de linhas de força cortadas e, portanto, maior a corrente induzida.
   

3. A intensidade do campo magnético . Quanto mais linhas de força houver, mais linhas serão cortadas pelo condutor e o resultado será uma maior FEM induzida.

Do exposto, podemos estabelecer o seguinte:

Definição

O valor da força eletromotriz induzida em um condutor que se move perpendicularmente à direção das linhas de força do campo magnético é diretamente proporcional à intensidade desse campo, ao comprimento do condutor e à velocidade com que o condutor se move através do campo.

Força eletromotriz induzida

Força eletromotriz gerada em um loop

Se pegarmos uma espira ABCD e a colocarmos dentro de um campo magnético gerado pelos polos N e S de um ímã e a girarmos dentro desse campo, seus condutores AB e CD estarão simultaneamente localizados em polos opostos. Isso é o que acontecerá na espira da figura a seguir: quando a seção AB for movida para perto do polo N , a seção CD se moverá para perto do polo S.

Durante a rotação da espira na direção indicada na figura, as duas seções ativas AB e CD induzirão forças eletromotrizes iguais (pois possuem comprimento igual, giram na mesma velocidade e cortam o mesmo número de linhas de força), mas terão direções completamente opostas. Para verificar isso, basta aplicar, na figura a seguir, a " regra dos três dedos da mão direita ", pois a FEM induzida ( IAB ) na seção AB vai de A para B , enquanto a gerada pela seção _CD ( ICD ) vai de _C para D .

O sentido em que os CEMs são induzidos em ambas as seções significa que eles serão gerados no circuito na mesma direção, o que significa que a força eletromotriz é a soma de ambos os CEMs individuais.

Se colocarmos um voltímetro nas extremidades do loop e fizermos leituras da FEM induzida em cada estágio de rotação do loop, obteremos um gráfico de tensão como o mostrado na imagem a seguir:

Como você pode ver, a curva de corrente obtida é senoidal, o que representa uma corrente alternada . Isso ocorre porque, durante a primeira meia volta , o circuito corta as linhas de força do campo magnético em uma direção e, durante a segunda meia volta, o faz na direção oposta.

Se quisermos que a corrente gerada por este laço seja útil para aplicações automotivas, temos que convertê-la em corrente contínua. Existem duas opções para remover essa alternância: uma é aplicada em alternadores , que consiste em retificar a corrente por meio de diodos (esta opção é estudada em profundidade em outros módulos). A outra opção é aplicada em dínamos . Esta solução consiste em conectar as extremidades do laço a dois segmentos alojados em um comutador (veja a imagem a seguir), de tal forma que cada uma das escovas sempre tome os mesmos valores positivos ou negativos de cada condutor (escova positiva e escova negativa).

Como você pode ver no gráfico acima, a conexão das duas extremidades do loop aos segmentos do comutador resolve a alternância da corrente induzida, mas não a pulsação (mudanças regulares na intensidade da tensão induzida).

Para eliminar a pulsação, se instalarmos outro laço deslocado em 90° em relação ao primeiro, obteremos um gráfico de tensão como o mostrado na imagem a seguir, onde quando um laço assume valores mínimos, o outro assume valores máximos e vice-versa. Com esse arranjo dos laços, reduzimos consideravelmente a pulsação, de modo que agora a força eletromotriz induzida não cai a zero.

A incorporação de novos laços dispostos em um ângulo apropriado proporciona uma corrente retificada, contínua e linear.

Autoindução

Como já mencionamos em seções anteriores, quando uma corrente flui através de uma bobina, um campo magnético é induzido nela, atravessando suas espiras adjacentes. Sempre que há uma variação na corrente que flui através da bobina, ocorre uma variação no campo magnético; essa variação de fluxo produz uma FEM autoinduzida.

A direção da corrente autoinduzida é dada pela lei de Lenz .

Lei de Lenz

Mudanças na voltagem aplicada a um condutor geram uma força eletromotriz autoinduzida, cuja direção se opõe ao fluxo de corrente que a está causando.

Ou seja, quando a corrente na bobina aumenta, a FEM induzida está na direção oposta e tenta impedir que a corrente na bobina aumente (veja a imagem a seguir).

Por outro lado, quando a corrente na bobina diminui, a FEM induzida fica na mesma direção e tentará impedir que a corrente na bobina diminua (veja a imagem a seguir).

No caso da corrente contínua, o fenômeno de autoindução só afeta o fluxo de corrente quando o circuito é aberto e fechado , pois é quando ocorrem mudanças na corrente que flui pelo circuito.

Ao fechar o circuito , a corrente deve atingir seu valor máximo imediatamente, mas, no entanto, ocorre um pequeno atraso devido ao rápido crescimento do campo magnético ao redor das espiras adjacentes da bobina (variação de fluxo), o que produz uma FEM autoinduzida com polaridade oposta à da fonte de tensão e que tenta impedir o aumento da corrente. No entanto, isso não pode impedir que a corrente finalmente atinja seu valor máximo, pois a FEM autoinduzida deixa de existir assim que a corrente atinge seu valor máximo e não varia mais.

Enquanto o circuito permanece fechado, a corrente permanece constante e uma FEM autoinduzida não é gerada (como não há variação de corrente, não há variação de fluxo e, consequentemente, não há FEM induzida).

Ao abrir o circuito , o fluxo de corrente deve cair para 0 e parar imediatamente; no entanto, ocorre um pequeno atraso devido ao rápido colapso do campo magnético nas espiras adjacentes da bobina (variação de fluxo), o que produz uma FEM autoinduzida muito alta, com a mesma polaridade da fonte de tensão , e que tenta não apenas impedir a redução da corrente, mas também produzir um arco entre os contatos do interruptor para manter o fluxo de corrente. No entanto, isso não pode impedir que a corrente finalmente caia para zero, pois a FEM autoinduzida deixa de existir assim que a corrente não varia mais.

Embora seja apenas momentâneo, o EMF autoinduzido causado por essa rápida diminuição do campo é extremamente alto e, às vezes, atinge a tensão original da fonte de tensão várias vezes. Esse efeito é frequentemente usado em certos sistemas para obter tensões muito altas; um bom exemplo é a bobina de ignição de um carro.

Bobinas de ignição do tipo DIS (Distributorless Ignition System)

Oscilograma do circuito secundário do sistema de ignição

Força eletromagnética exercida sobre um condutor

Nas seções anteriores, examinamos a produção de força eletromotriz em um condutor que se move através de um campo magnético. Dessa forma, a energia mecânica fornecida ao condutor, ao movê-lo, é convertida em energia elétrica.

Da mesma forma, a energia elétrica pode ser convertida em energia mecânica por meio de um campo magnético que contém um condutor por onde flui uma corrente elétrica. Nesse caso, uma força de movimento é exercida sobre o condutor, que o move em uma direção específica.

Se a direção da corrente no condutor for invertida, o movimento ainda ocorrerá, mas na direção oposta ao caso anterior.

Isto é explicado da seguinte maneira:

Um condutor é colocado em um campo magnético existente entre os polos de um eletroímã (veja a imagem a seguir). Quando não há fluxo de corrente no condutor, o campo magnético é uniforme, ou seja, as linhas de força são paralelas. Isso é mostrado na figura A da imagem.

Origem da força eletromagnética em um condutor

No entanto, se houver uma corrente fluindo através do condutor, surgirá um novo campo magnético cujas linhas de força são círculos concêntricos com o próprio condutor (figura B na imagem) e cuja intensidade diminui à medida que se afasta do condutor. Na figura B, a corrente no condutor está na direção que sai do plano de desenho; portanto, a direção das linhas de força está no sentido anti-horário, como pode ser deduzido da " Regra da Mão Esquerda " vista na seção Campo Magnético em um Condutor .

Agora veremos o que acontece quando os dois campos magnéticos são sobrepostos, o devido aos polos N e S e o originado da corrente elétrica que flui através do condutor (figura C na imagem). Neste caso, um campo magnético resultante aparecerá cujas linhas de força não são uniformes. Vemos que no lado esquerdo do condutor, as linhas de força originadas dele estão na direção oposta às linhas de força do campo originado dos polos N e S. Por outro lado, as direções das linhas de força dos dois campos no lado direito do condutor coincidem. Consequentemente, o campo magnético é enfraquecido no lado esquerdo e reforçado no lado direito. Este desequilíbrio produz o movimento do condutor na direção vista na figura C da imagem.

Esse fenômeno físico produzido quando um condutor é movido em um campo magnético quando uma corrente elétrica é aplicada a ele é o princípio no qual se baseia o funcionamento dos motores elétricos .

Para determinar a direção da força que atua sobre o condutor e que tenderá a movê-lo, utiliza-se a " Regra dos três dedos da mão esquerda ".

Regra dos três dedos da mão esquerda

Posicione o polegar , o indicador e os dedos médios da mão esquerda formando ângulos retos entre eles (veja a imagem) e aponte o dedo indicador na direção das linhas de força do campo magnético criadas pelos polos N e S , e o dedo médio na direção da corrente que flui pelo condutor, e a direção do polegar indicará a direção da força que tenta mover o condutor.

Como você pode ver, esta regra é semelhante à apresentada na seção " Força eletromotriz induzida em um condutor retilíneo " para determinar a direção da força eletromotriz induzida em um condutor que se move em um campo magnético, a única diferença sendo a mão que deve ser usada. Por esse motivo, elas se distinguem dizendo que a direita é a mão geradora e a esquerda é a mão motora .

Indução mútua (transformadores)

O princípio de operação do transformador é baseado no fenômeno de indução eletromagnética, que diz que sempre que um condutor é submetido a um campo magnético variável, uma CEM induzida é gerada nele devido à variação do fluxo, o que dará origem a um fluxo de corrente se o circuito for fechado.

Quando uma corrente alternada flui através de uma bobina, um campo magnético variável também é gerado nela, também alternado. Esse campo magnético alternado se estende do centro da bobina e retorna a ele à medida que a corrente alternada que flui através da bobina varia de zero a um máximo e do máximo a zero. Como o campo magnético alternado precisa se mover através dos enrolamentos da bobina, uma força eletromotriz autoinduzida é criada nela devido à variação do fluxo que se opõe à variação da corrente.

EMF autoinduzido em uma bobina com uma corrente alternada fluindo através dela

Se o campo magnético alternado gerado por uma bobina cruza o enrolamento de outra bobina, uma FEM é induzida nesta segunda bobina, exatamente da mesma forma que uma FEM autoinduzida é induzida em uma bobina cortada por seu próprio campo magnético. A FEM induzida gerada na segunda bobina é chamada de “ FEM mutuamente induzida ”, enquanto a ação de gerar esta tensão é chamada de “ ação transformadora ”. Nesta ação transformadora, a energia elétrica é transmitida de uma bobina ( primária ) para a outra ( secundária ) por meio de um campo magnético variável.

EMF induzido mutuamente

Um transformador simples consiste em duas bobinas muito próximas, mas eletricamente isoladas uma da outra. A corrente alternada é aplicada à bobina, chamada de " enrolamento primário ". Isso gera um campo magnético que atravessa o enrolamento da outra bobina, chamado de " enrolamento secundário ", e uma força eletromotriz induzida é gerada nela. As bobinas não estão conectadas entre si. No entanto, há um acoplamento magnético entre elas, pois no transformador a energia elétrica é transferida de uma bobina para a outra por meio de um campo magnético variável alternado.

Estrutura básica de um transformador

Na imagem a seguir, você pode ver exemplos de transformadores, alguns deles para uso doméstico.

Pressupondo que todas as linhas de força magnéticas do primário cruzam todos os enrolamentos do secundário, a tensão induzida no secundário dependerá, como você pode esperar, da relação entre o número de voltas no enrolamento secundário e o número de voltas no enrolamento primário.

Quando o enrolamento secundário tem mais espiras que o primário, o transformador é chamado de “ transformador elevador ” e no caso oposto, ou seja, quando o enrolamento primário tem mais espiras que o secundário, é chamado de “ transformador redutor ”.

Para cálculos de transformadores, a seguinte fórmula é usada:

Transformation ratio = RT = VpVs = IsIp = NpNs

Onde:

• V _p = Tensão de corrente alternada aplicada ao primário

• I _p = Corrente alternada no primário

• N _p = Número de voltas no primário

• V _s = Tensão de corrente alternada que aparece no secundário

• I _s = Corrente alternada no secundário

• N _s = Número de voltas no secundário

Exercício resolvido

Temos um transformador sobre o qual sabemos as seguintes informações:

• A tensão aplicada ao circuito primário: V _p = 50 V

• Corrente no circuito primário: I _p = 10 A

• Número de voltas no enrolamento primário: N _p = 25

• Número de voltas no enrolamento secundário: N _s = 100

Calcular:

1. A tensão secundária induzida: V _s

2. A corrente resultante no secundário: I _s

Solução do exercício:

1. Aplicando a fórmula acima, a tensão secundária induzida V _s é obtida da seguinte forma:
   

   VPNP =NPNS

   VS = VP×NSNP = 60×30040 = 450V

2. Para calcular a corrente secundária I _s , proceda da seguinte forma:
   

   ISIP =NPNS

   IS = IP×NPNS = 8×40300 = 1,067A

Transformadores no setor automotivo

Até agora, vimos como funciona um transformador que possui uma tensão de alimentação alternada aplicada ao primário. Como sabemos, a fonte de energia de um carro é, geralmente, uma bateria de 12 V que fornece corrente contínua. Então, como um transformador usado no setor automotivo opera com corrente contínua?

O exemplo mais claro de um transformador automotivo é a bobina de ignição. Essa bobina é composta por um enrolamento primário e um secundário instalados em um núcleo magnético, ou seja, sua estrutura é idêntica à do transformador estudado acima. A única diferença reside na forma como a variação do fluxo magnético é gerada. No caso das bobinas de ignição automotivas, essa variação é obtida pela abertura e fechamento do circuito primário de alimentação. A comutação de um circuito aberto para um circuito fechado e vice-versa produz a variação do fluxo magnético que provoca a indução no enrolamento secundário.

Diferentes tipos de bobinas de ignição usadas no carro.