Como Medir a Indutância

Coescrito por Martin Hennum

A indutância é a capacidade de uma espira de impedir que uma corrente elétrica flua através dela. A espira indutora, dessa forma, cessa o fluxo de uma corrente para que outra possa avançar. Televisores e rádios, por exemplo, fazem uso da indutância para receber e sintonizar frequências distintas. A indutância costuma ser medida em uma unidade denominada mili-henry ou micro-henry . Ela é geralmente avaliada através de um gerador de frequências e um osciloscópio ou um multímetro LCM. Também é possível calculá-la usando a inclinação voltagem-corrente e mensurando a variação na corrente elétrica que passa pela espira.

Método 1

Método 1 de 3:

Usando um resistor para determinar a indutância

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1
Escolha um resistor de $100\ {\text{ohms}}$ com $1\%$ de resistência. Os resistores têm uma faixas coloridas que facilitam o trabalho de identificação. O resistor de $100\ {\text{ohm}}$ , por exemplo, terá uma identificação marrom, preta e marrom — a última delas recebe essa cor para representar o $1\%$ de resistência. Se você tem vários resistores à sua escolha, opte por aquele com valor de resistência conhecido. ^{[1]
X
Fonte de pesquisa}
- Resistores são rotulados quando novos, mas pode ser fácil confundi-los quando saem de sua embalagem. Faça sempre testes de indutância em um resistor já conhecido para garantir que o resultado será preciso.
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2
Conecte a espira indutora em série com o resistor. O termo "em série" significa que a corrente passa pela espira sequencialmente. Comece preparando um circuito, deixando a espira e o resistor próximos um do outro — e com um terminal se tocando. Para finalizá-lo, você terá que tocar fios de energia nas pontas expostas do resistor e do indutor. ^{[2]
X
Fonte de pesquisa}
- Compre fios de energia na internet ou em lojas de ferramentas. Eles geralmente vêm nas cores vermelho e preto a fim de simplificar a diferenciação. Toque o vermelho na ponta exposta do resistor e o preto na ponta oposta do indutor.
- Se ainda não a tiver, compre uma placa de ensaio. Os furos ajudam bastante na conexão entre fios e componentes.
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3
Ligue um gerador de funções e um osciloscópio no circuito. Pegue os cabos de saída do gerador de funções e coloque-os no osciloscópio. A seguir, ligue ambos os dispositivos para garantir que estão em pleno funcionamento. Quando estiverem ligados, pegue o fio de saída vermelho do gerador de funções e conecte-o ao fio de energia vermelho presente no circuito. Ligue o cabo de entrada preto do osciloscópio ao fio preto em seu circuito. ^{[3]
X
Fonte de pesquisa}
- O gerador de funções é um dispositivo usado na testagem elétrica que envia sinais elétricos através de um circuito. Ele possibilita a você controlar o sinal que se desloca pelos espira para calcular a indutância de forma precisa.
- O osciloscópio é usado para detectar e exibir a voltagem do sinal que passa pelo circuito. É preciso visualizar o sinal sendo configurado com o gerador de funções.
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4
Passe uma corrente pelo circuito com o gerador de funções. Ele simula correntes que seriam recebidas pelo indutor e pelo resistor se estivessem sendo realmente usados. Use o botão no dispositivo para dar início à corrente, tentando configurar o gerador em algo na faixa de $100\sim 50\ {\text{ohms}}$ . É importante que ele esteja configurado para exibir ondas seno — você observará ondas grandes e curvas fluindo constantemente pela tela. ^{[4]
X
Fonte de pesquisa}
- Acesse as configurações do gerador se precisar mudar o tipo de onda exibida. Geradores de funções têm a capacidade de exibir ondas quadradas, triangulares e outras variedades que não são úteis no cálculo da indutância.
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5
Monitore as voltagens de entrada e do resistor exibidas na tela. Observe a tela do osciloscópio em busca de um par de ondas seno. Uma delas será controlável através do gerador de funções, enquanto a menor delas é resultado do encontro entre o indutor e o resistor. Ajuste a frequência do gerador de modo que a voltagem de junção listada na tela seja a metade da voltagem de entrada original. ^{[5]
X
Fonte de pesquisa}
- Em um exemplo, você poderia configurar a frequência do gerador de modo que a voltagem entre os picos de ambas as ondas esteja listada em $1\ {\text{V}}$ , valor que será exibido no osciloscópio. A seguir, mude-a até que esteja em $0,5\ {\text{V}}$ .
- A voltagem de junção é a diferença entre as ondas seno exibidas no osciloscópio. Ela deve ser metade da voltagem original do gerador.
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6
Encontre a frequência da corrente do gerador funcional. Ela será exibida no osciloscópio. Observe os números presentes na base das informações para encontrar uma que esteja acompanhada de quilo-hertz ( ${\text{kHz}}$ ). Tome nota desse número, que será necessário em um cálculo para determinar o valor da indutância. ^{[6]
X
Fonte de pesquisa}
- Se você precisa converter hertz ( ${\text{Hz}}$ ) em quilo-hertz ( ${\text{kHz}}$ ), lembre-se de que $1\ {\text{kHz}}=1.000\ {\text{Hz}}$ — por exemplo, ${\frac {1\ {\text{Hz}}}{1.000\ {\text{kHz}}}}=0,001\ {\text{kHz}}$ .
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7
Calcule a indutância usando uma fórmula matemática. Use a equação $L={\frac {R\times {\sqrt {3}}}{2\times \pi \times f}}$ . Nela, $L$ representa a indutância, sendo necessário ter em mãos a resistência ( $R$ ) e a frequência ( $f$ ) calculadas previamente. Outra opção seria digitar os valores em uma calculadora de indutância, como esta . ^{[7]
X
Fonte de pesquisa}
- Primeiramente, multiplique a resistência do resistor pela raiz quadrada de $3$ . Como exemplo, $100\ {\text{ohms}}\times 1,73\left[\ldots \right]\simeq 173$ .
- A seguir, multiplique $2$ , $\pi$ e a frequência. Como exemplo, se a resistência equivalesse a $20\ {\text{kHz}}$ : $2\times 3,14\left[\ldots \right]\times 20\simeq 125,6$ .
- Conclua dividindo o primeiro número pelo segundo. Nesse caso, ${\frac {173}{125,6}}\simeq 1,38\ {\text{mH}}$ (mili-henry).
- Para converter mili-henry para micro-henry ( $\mu {\text{H}}$ ), multiplique-o por $1.000$ : $1,38\times 1.000=1.378\ \mu {\text{H}}$ .
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Método 2

Método 2 de 3:

Determinando-a com um multímetro LCR

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1
Ligue o multímetro LCR e espere até que se inicie. O multímetro LCR básico é bastante semelhante ao convencionalmente usado para medir características como voltagem e corrente. A maioria dos modelos é portátil e com uma tela de leitura que exibirá o número $0$ ao ser pressionado o botão de energia. Se isso não acontecer, pressione o botão Reset para zerar a medição. ^{[8]
X
Fonte de pesquisa}
- Também há máquinas eletrônicas maiores que tornam o processo de testagem ainda mais simples. Elas geralmente têm espaço suficiente para a inserção da espira indutora, o que possibilita um resultado mais preciso.
- Multímetros não podem ser usados para se medir a indutância, uma vez que não possuem essa capacidade — felizmente, no entanto, há multímetros LCR baratos à disposição na internet.
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2
Configure o LCR para medir $L$ , a indutância. O dispositivo pode receber diversas medições, que estarão listadas no disco. Nesse caso, ${\text{L}}$ representa a indutância, sendo ela o seu objetivo. No caso de multímetros portáteis, gire o disco e aponte-o para ${\text{L}}$ . Se estiver usando um multímetro eletrônico, pressione os botões presentes na tela para chegar nessa definição. ^{[9]
X
Fonte de pesquisa}
- Os multímetros LCR têm múltiplas configurações, então tome o cuidado de estar usando a correta. A configuração ${\text{C}}$ é usada para a capacitância, enquanto a ${\text{R}}$ é usada para a resistência.
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3
Configure o multímetro para $100\ {\text{kHz}}$ em $1\ {\text{V}}$ . Multímetros LCR geralmente oferecem várias configurações de testagem. O teste de indutância mais baixo costuma estar na faixa de $200\ \mu {\text{H}}$ . Se estiver configurando um multímetro de mesa, $100\ {\text{kHz}}$ em $1\ {\text{V}}$ costuma ser perfeito para a maioria dos casos. ^{[10]
X
Fonte de pesquisa}
- Usar a configuração errada prejudica a precisão de sua testagem. A maioria dos multímetros LCR é projetada para testar em baixa corrente, mas você ainda deve evitar deixá-la mais forte do que a espira indutora é capaz de suportar.
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4
Ligue os cabos ao multímetro LCR. Ele terá um cabo de cores preto e vermelha assim como o multímetro. O vermelho deve ser inserido no plugue marcado como positivo, enquanto o preto deve ser inserido no plugue marcado como negativo. Toque-os nos terminais do dispositivo sendo testado para dar início ao envio da corrente. ^{[11]
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Fonte de pesquisa}
- Alguns multímetros LCR têm um espaço onde é possível conectar objetos como capacitares e espiras. Coloque os terminais do dispositivo nos soquetes para a testagem.
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Dispositivos LCR realizam testes de indutância de forma quase instantânea. Você observará a mudança de leitura na tela imediatamente, exibindo um número em micro-henry ( $\mu {\text{H}}$ ). Quando o tiver em mãos, você poderá desligar o multímetro e desconectar o dispositivo.

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Método 3

Método 3 de 3:

Calculando a indutância na inclinação voltagem-corrente

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1
Ligue a espira indutora a uma fonte de voltagem pulsada. A forma mais simples de se obter esse tipo de corrente é comprando um gerador de pulsos. Ele funciona de forma semelhante ao gerador de funções convencional e também se conecta ao circuito da mesma maneira. Ligue o fio de saída do gerador a um fio de energia vermelho a ser conectado no resistor sensível. ^{[12]
X
Fonte de pesquisa}
- Outra forma de obter um pulso é criar o circuito que gere um próprio . Ele pode danificar eletrônicos próximos, então tome cuidado ao usá-lo.
- Os geradores de pulso dão maior controle sobre a corrente do que um circuito customizado, então é melhor confiar no gerador se houver um à sua disposição.
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2
Configure os monitores de corrente com o resistor sensível e o osciloscópio. O resistor sensível à corrente deverá ser inserido no circuito. Coloque-o atrás do indutor, cuidando para que os terminais se toquem antes de conectar o fio de energia vermelho à ponta oposta. Acrescente o osciloscópio a seguir, conectando o fio de entrada preto ao fio de energia preto na ponta do indutor. ^{[13]
X
Fonte de pesquisa}
- Teste os monitores depois de colocar tudo no lugar. Se tudo funcionar, você verá o movimento na tela do oscilador quando a corrente pulsada se ativar.
- O resistor sensível à corrente é um tipo de resistor que recebe o mínimo de energia possível. Também chamado de resistor shunt , ele é necessário para se obter uma leitura precisa da voltagem.
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3
Configure o ciclo do pulso para $50\%$ ou inferior. Observe o pulso que se move pela tela do osciloscópio. Os pontos elevados da onda indicam quando o pulso está ativo. Os picos precisam ter aproximadamente o mesmo comprimento que os vales. O ciclo do pulso consiste no comprimento de uma onda completa no osciloscópio. ^{[14]
X
Fonte de pesquisa}
- Como exemplo, o pulso poderia estar ativo durante um segundo e se desligar por um segundo. O padrão de ondas exibidas estará bem consistente, uma vez que o pulso se ativa apenas em metade do tempo.
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4
Leia o valor mais alto da corrente e a quantidade de tempo entre os pulsos de voltagem. Observe o osciloscópio em busca dessas medições. A corrente máxima é o pico da onda mais elevada na tela e estará avaliada em amperes. O intervalo entre os picos estará exibido em microssegundos. Com ambos os valores em mãos, agora você poderá calcular a indutância. ^{[15]
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Fonte de pesquisa}
- Há $1.000.000$ microssegundos em um segundo. Se for necessário converter a medida para segundos, basta dividi-la em microssegundos por $1.000.000$ .
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5
Multiplique a voltagem e o comprimento dos pulsos. Use a fórmula $L={\frac {V\times T_{p}}{I_{m{\acute {a}}x}}}$ para calcular a indutância. Todos os valores necessários estarão no osciloscópio. Aqui, $V$ representa a voltagem que vem dos pulsos, $T_{p}$ representa o intervalo de tempo entre eles e $I_{m{\acute {a}}x}$ representa a corrente máxima avaliada previamente. ^{[16]
X
Fonte de pesquisa}
- Como exemplo, se um pulso de $50\ {\text{V}}$ for entregue a cada cinco microssegundos, então: $50\times 5=250\ {\text{V}}\cdot {\text{ms}}$ .
- Outra opção é digitar os números em uma calculadora, como a presente aqui .
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6
Divida o produto pela corrente máxima para chegar à indutância. Leia o que está exibido no osciloscópio para determinar a corrente máxima e insira esse valor na equação para finalizar os cálculos.
- Como exemplo, ${\frac {250\ {\text{V}}\cdot {\text{ms}}}{5\ {\text{A}}}}=50\ {\text{mH}}$ .
- Embora a matemática pareça simples, configurar essa medida é mais complexo do que outros métodos. Quando tudo estiver funcionando, calcular a indutância fica fácil!
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Dicas

Espiras maiores tendem a apresentar uma indutância menor do que as menores, devido à forma.
Quando um grupo de indutores está colocado em série, a indutância total equivale à soma de cada um deles.
Ao colocar um grupo de indutores em paralelo, a indutância total será muito inferior ao normal. Você terá que dividir $1$ por cada valor, somar o total e dividir $1$ pelo resultado.
Indutores podem ser construídos como espiras em barra, núcleos anelados ou um filme fino. Quanto mais voltas ou área em uma espira, maior sua indutância.

Avisos

Multímetros de indutância de boa qualidade podem ser caros e difíceis de se achar. Além disso, os multímetros LCR mais acessíveis costumam fazer medições em corrente baixa, de modo que não são úteis para a testagem de grandes indutores.

Materiais Necessários

Usando um resistor para determinar a indutância

Gerador de voltagem pulsada;
Osciloscópio;
Espira indutora;
Fios conectores;
Calculadora.

Determinando-a com um multímetro LCR

Multímetro LCR;
Indutor ou outro dispositivo;
Fios preto e vermelho.

Calculando a indutância na inclinação voltagem-corrente

Gerador de voltagem pulsada;
Osciloscópio;
Resistor sensível à corrente;
Espira indutora;
Fios conectores;
Calculadora.

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Autenticar-se

Como Medir a Indutância

Passos

Usando um resistor para determinar a indutância

Determinando-a com um multímetro LCR

Calculando a indutância na inclinação voltagem-corrente

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Usando um resistor para determinar a indutância

Determinando-a com um multímetro LCR

Calculando a indutância na inclinação voltagem-corrente

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