Acoplamento indutivo - Inductive coupling
Na engenharia elétrica , dois condutores são acoplados indutivamente ou acoplados magneticamente quando são configurados de tal forma que a mudança na corrente através de um fio induz uma tensão nas extremidades do outro fio por meio de indução eletromagnética . Uma corrente variável através do primeiro fio cria um campo magnético variável em torno dele pela lei circuital de Ampère . A mudança do campo magnético induz uma força eletromotriz (EMF ou voltagem ) no segundo fio pela lei de indução de Faraday . A quantidade de acoplamento indutivo entre dois condutores é medida por sua indutância mútua .
O acoplamento entre dois fios pode ser aumentado enrolando-os em bobinas e colocando-os próximos um do outro em um eixo comum, de modo que o campo magnético de uma bobina passe pela outra bobina. O acoplamento também pode ser aumentado por um núcleo magnético de um material ferromagnético como ferro ou ferrite nas bobinas, o que aumenta o fluxo magnético. As duas bobinas podem estar fisicamente contidas em uma única unidade, como nos enrolamentos primário e secundário de um transformador , ou podem ser separadas. O acoplamento pode ser intencional ou não intencional. O acoplamento indutivo não intencional pode fazer com que os sinais de um circuito sejam induzidos a um circuito próximo, isso é chamado de diafonia e é uma forma de interferência eletromagnética .
Um transponder acoplado indutivamente consiste em um chip transceptor de estado sólido conectado a uma grande bobina que funciona como uma antena . Quando colocado dentro do campo magnético oscilante de uma unidade de leitura, o transceptor é alimentado por energia indutivamente acoplada em sua antena e transfere os dados de volta para a unidade de leitura indutivamente.
O acoplamento magnético entre dois ímãs também pode ser usado para transferir mecanicamente energia sem contato, como na engrenagem magnética .
Usos
O acoplamento indutivo é amplamente utilizado em toda a tecnologia elétrica; exemplos incluem:
- Motores elétricos e geradores
- Produtos de carga indutiva
- Fogões de indução e sistemas de aquecimento por indução
- Sistemas de comunicação de circuito de indução
- Detectores de metal
- Identificação de rádio frequencia
- Transformadores
- Transferência de energia sem fio
Indução de baixa frequência
A indução de baixa frequência pode ser uma forma perigosa de acoplamento indutivo quando ocorre inadvertidamente. Por exemplo, se uma tubulação metálica de longa distância for instalada ao longo de uma faixa de servidão em paralelo com uma linha de alta tensão, a linha de energia pode induzir corrente no tubo. Como o tubo é um condutor, isolado da terra por seu revestimento protetor, ele atua como um enrolamento secundário para um transformador longo e alongado, cujo enrolamento primário é a linha de força. As tensões induzidas no tubo são um perigo para as pessoas que operam as válvulas ou tocam nas peças de metal da tubulação de metal.
A redução dos campos magnéticos de baixa frequência pode ser necessária ao lidar com eletrônicos, uma vez que circuitos sensíveis próximos a um instrumento com um transformador de potência podem começar a exibir captação de 60Hz. Os fios torcidos são uma forma eficaz de reduzir a interferência à medida que se cancelam os sinais induzidos nas torções sucessivas. Usar a blindagem magnética também é uma forma eficaz de reduzir o acoplamento indutivo indesejado, embora mover a fonte do campo magnético para longe de componentes eletrônicos sensíveis seja a solução mais simples, se possível.
Embora as correntes induzidas possam ser prejudiciais, elas também podem ser úteis. Os engenheiros da linha de distribuição elétrica usam acoplamento indutivo para conectar a energia das câmeras em torres e subestações que permitem o monitoramento remoto das instalações. Usando isso, eles podem assistir de qualquer lugar e não precisam se preocupar com a troca das baterias da câmera ou manutenção do painel solar.