O que é reatância indutiva: 29 fatos importantes

Indutor:

Um indutor é um componente passivo de um circuito elétrico que se opõe à corrente. É uma bobina de fio enrolada em um material magnético. A tensão aplicada induz corrente no indutor. Quando a corrente flui pelo indutor, ela gera um campo magnético. Os campos magnéticos não mudam. Portanto, o indutor tenta evitar que a corrente que flui através dele mude.

Reatância:

A reatância é definida como uma oposição ao fluxo de corrente em um circuito elétrico. É denotado por ?

Reatância Indutiva XL:

Reatância indutiva é a reatância oferecida por um indutor: quanto maior a reatância, menor a corrente. 

Em um circuito CC a reatância indutiva seria zero (curto-circuito), em altas frequências um indutor tem reatância infinita (circuito aberto).

Unidades de reatância indutiva | Unidade SI de reatância indutiva

A reatância indutiva atua como uma oposição ao fluxo de corrente no circuito. Portanto, a unidade SI de reatância indutiva é a mesma da resistência, ou seja, Ohms. 

Símbolo para reatância indutiva

A reatância indutiva é denotada por ?L or XL

Derivação de reatância indutiva 

Circuito para derivação de reatância indutiva

Suponha que temos o seguinte circuito elétrico com indutância L conectado a uma fonte de tensão CA. Esta fonte cria uma corrente alternada que flui dentro do indutor se a chave estiver fechada. Assim, a corrente elétrica no circuito a qualquer momento é dada por,

eu = euOCosωt

Onde eu0= valor de pico da corrente

           ω = frequência angular

Agora, se aplicarmos a segunda lei de Kirchhoff ou a lei de loop de Kirchhoff neste circuito, obteremos,

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Portanto, a tensão no indutor V é igual à indutância multiplicada pela derivada da corrente elétrica I em relação ao tempo. 

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Se cos (ωt + 90 °) = 1, então V = V0= LI0ω (tensão de pico)

Sabemos pela lei de Ohm, 

Dentro de um resistor, 

V0=I0

onde R = resistência

V0=I0\\XL   

Como a reatância indutiva é semelhante à resistência, podemos obter uma equação análoga -

Onde ?L= reatância indutiva

Comparando V0 encontrada na equação anterior, pode-se concluir que,

XL = ωL = 2πfL

onde f = frequência

Fórmula de reatância indutiva

A reatância indutiva de uma bobina é,

?L= ωL ou ?L= 2? FL

Onde ω é a frequência angular, f é a frequência da tensão aplicada e L é a indutância da bobina.

Derivação de reatância indutiva

Reatância indutiva em série

Indutores em série

No circuito acima, três indutâncias L1, L2 e eu3 estão conectados em série. Portanto, se aplicarmos a lei de Kirchhoff,

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Tomando o valor de pico, podemos dizer que,

Vo = Euoω(EU1 + L2+ L3)

Então, indutância total L = L1+L2+L3

Portanto, reatância indutiva em conexão em série, ?L= ω(L1+L2+L3+… ..Ln)

Reatância indutiva em paralelo

Indutores em paralelo

No circuito acima, três indutâncias, L1, L2 e eu3, estão conectados em paralelo. Se a indutância total for L, pela lei de Kirchhoff, podemos dizer,

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então,

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Portanto, reatância indutiva em conexão paralela,

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Indutância e reatância indutiva

O magnetismo e a eletricidade coexistem em circuitos elétricos. Se um condutor for colocado em um campo magnético que muda continuamente, uma força é gerada no condutor. É chamada de força eletromotriz ou EMF. A capacidade de criar tensão para a mudança no fluxo de corrente é chamada indutância

EMF ajuda o fluxo de corrente no circuito. Enquanto a corrente passa pela bobina do indutor, ela tenta se opor à corrente. Esta reação é conhecida como reatância indutiva.

Qual é a diferença entre indutância e reatância indutiva?

Indutância

  • Indutância:
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  • A unidade de indutância é Henry ou H.
  • A dimensão da indutância é [ML2T-2A-2]
  • Não depende da frequência.
  • Quanto maior a indutância, maior será o EMF e a corrente induzidas.

Reatância indutiva

  • Reatância indutiva XL=ωL.
  • A unidade de reatância indutiva é ohm ou Ω.
  • A dimensão da reatância indutiva é [ML2T-3I-2].
  • Depende da frequência.
  • Quanto maior a reatância indutiva, menor será a corrente.

Reatância indutiva no circuito DC

Em um circuito DC, a frequência de energia é igual a zero. Portanto ?L também é zero. O indutor se comportaria como um curto-circuito no estado estacionário.

Relação entre indutância e reatância

Reatância ? consiste em dois componentes-

  • Reatância indutiva ou ?L
  • Reatância capacitiva ou ?C

portanto

Fórmula de reatância indutiva total

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Diferença entre indutância e reatância

Indutância:

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  • A unidade de indutância é Henry ou H.
  • A dimensão da indutância é [ML2T-2A-2]
  • Não depende da frequência.
  • A indutância é diretamente proporcional à corrente.

Reatância indutiva

  • Reatância
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  • A unidade de reatância é ohm ou Ω
  • A dimensão da reatância indutiva é [ML2T-3I-2]
  • Depende da frequência. 
  • A reatância é inversamente proporcional à corrente.

O inverso da reatância indutiva é a susceptância

A quantidade recíproca à reatância indutiva é conhecida como suscetância indutiva. É denotado por BL

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A susceptância indutiva é semelhante à condutância G, que é o inverso da resistência.

Portanto, a unidade de BL também é siemen ou S.

A susceptância fisicamente indutiva representa a capacidade de um circuito elétrico puramente indutivo de permitir o fluxo de corrente através dele.

Reatância e suscetibilidade 

A reatância mede a reação de um circuito contra a mudança na corrente com o tempo, enquanto a suscetibilidade mede a suscetibilidade do circuito em conduzir a variação da corrente.

Resistência, reatância, capacitância, comparação de impedância de indutância 

parâmetrosResistênciaReatânciaCapacidadeIndutânciaImpedância
DefiniçãoA medida de obstrução causada pelo condutor em direção à corrente é conhecida como resistência.A característica do indutor e do capacitor de se opor a qualquer mudança na corrente é chamada de reatância.A capacidade de um condutor de armazenar carga elétrica é conhecida como capacitância.A propriedade de um condutor de gerar um EMF devido à mudança na corrente é conhecida como indutância.A impedância é toda a oposição em um circuito elétrico causada pelo indutor, o capacitor e o resistor.
SímboloA resistência é representada por RA reatância é representada por ?A capacitância é representada por CA indutância é representada por LA impedância é representada por Z
UnidadeOhmOhmFaradHenryOhm
Expressão GeralA resistência em um circuito com tensão v e corrente i é, R = V/IA reatância em um circuito com a frequência angular da fonte de tensão ω é, X= ωL + 1/ωCA capacitância de um capacitor de placas paralelas com permissividade média ε, área da placa A e separação d entre as placas é, C=ϵA/dA indutância de uma bobina com tensão induzida V é, L=V/dI/dTA impedância total de um circuito pode ser escrita como Z = ZR+ZC+ZL

Reatância capacitiva

Assim como a reatância indutiva, a reatância capacitiva é a impedância causada pelo capacitor. É denotado por Xc. Quando a tensão DC é aplicada em um circuito RC, o capacitor começa a carregar. Posteriormente, a corrente flui e a impedância interna do capacitor a obstrui. 

Reatância capacitiva

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Qual é a diferença entre reatância indutiva e reatância capacitiva?

Reatância capacitiva vs reatância indutiva

Reatância capacitivaReatância indutiva
A reatância do capacitorA reatância do indutor
É denotado por XCÉ denotado por XL
XC =1/ωCXL =ωEU
Quando uma tensão CA senoidal é aplicada a um capacitor, a corrente está à frente da tensão por um ângulo de fase de 90 °Quando uma tensão CA senoidal é aplicada a um indutor, a corrente fica atrasada em relação à tensão em um ângulo de fase de 90 °
É inversamente proporcional à frequência.É diretamente proporcional à frequência
Na alimentação CC, o capacitor se comporta como um circuito aberto.Na alimentação DC, o indutor se comporta como um curto-circuito.
Em alta frequência, o capacitor atua como um curto-circuito.Em alta frequência, o indutor atua como um circuito aberto.

Circuito AC em combinação série LR

Circuito LR

Existem dois componentes no circuito acima: resistor R e indutor L. tensão no resistor é Vr, e a tensão no indutor é VL.

O diagrama fasorial mostra que a tensão total V, a tensão do resistor Vr e tensão do indutor VL forma um triângulo retângulo.

Ao aplicar o teorema de Pitágoras, obtemos,

V2=Vr2+VL2

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onde φ = ângulo de fase

Como encontrar reatância indutiva? | Fórmulas importantes

XL = 2πfL

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Potência P=VrmsIrmsCosφ

Calcule a reatância indutiva | Exemplo de cálculo de reatância indutiva

Encontre a tensão CA necessária para que a corrente de 20 mA flua através de um indutor de 100 mH. A frequência de alimentação é 500 Hz.

Circuito 1 com indutor 100 mH

Dado: i = 20 mA f = 400 Hz L = 100mH

Como a série é puramente indutiva, a impedância no circuito, Z = XL

Nós sabemos, XL= ωL = 2? fL = 2 x 3.14 x 400 x 0.1 = 251.2 ohm

Portanto, a tensão de alimentação V = iXL= 02 x 251.2 = 5.024 volts

Calcule XL de um indutor de 5 mH quando a tensão CA de 50 Hz é aplicada. Também encontrar eurms em cada frequência quando Vrms é 125 volts.

XL= 2? FL = 2 x 3.14 x 50 x 5 x 001 = 1.57 ohm

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Calcule a reatância indutiva usando tensão e corrente

Uma resistência de 20 ohm, indutância de 200 mH e capacitância de 100 µF são conectadas em série através da rede elétrica de 220 V e 50 Hz. Determine XLXC e corrente fluindo através do circuito.

Circuito RLC

Sabemos, V = 220 volt R = 20 ohm L = 0.2 H f = 50 Hz

XL= 2? FL = 2 x 3.14 x 50 x 0.2 = 62.8 ohm

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= 1 / (2 x 3.14 x 50 x 0.0001) = 31.8 ohm

Portanto, impedância total,

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= (20)2+(62.8-31.8)2=36.8 ohm

Então, atual

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Resistência-Reatância-Impedância: estudo comparativo

ResistênciaReatânciaImpedância
Oposto ao fluxo de elétronsOpõe-se à mudança na correnteCombinação de reatância e resistência
R = V / IX = XL + XCZ=(R2 + XL2)1/2
Medido em ohmMedido em ohmMedido em ohm
Não depende da frequênciaDepende da frequênciaDepende da frequência

Reatância de vazamento no motor de indução

A reatância de vazamento é a impedância causada pelo indutor de vazamento em um motor de indução. Um campo magnético giratório se desenvolve no motor de indução devido à energia trifásica aplicada. A maioria das linhas de fluxo magnético geradas pelo enrolamento do estator percorre o rotor. Embora muito poucas linhas de fluxo se fechem no entreferro e não contribuam para a intensidade do campo magnético. Este é o fluxo de vazamento.

Devido a este fluxo de fuga, uma auto-indutância é induzida no enrolamento. Isso é conhecido como reatância de vazamento.

Reatância sub-transitória do motor de indução

Em um curto-circuito, o fluxo magnético gerado no enrolamento amortecedor reduz a reatância de estado estacionário. É conhecido como reatância subtransiente. O termo 'subtransitório' sugere que a quantidade opera ainda mais rápido do que o 'transitório'. 

Perguntas Frequentes:

A que a reatância indutiva é proporcional? 

A reatância indutiva é diretamente proporcional à frequência.

O que é reatância indutiva e como ela afeta um circuito CA?

Ao contrário do DC, no circuito CA, a corrente varia com o tempo. 

O que acontece quando a reatância capacitiva é maior do que a reatância indutiva?

Se XC é mais do que XL, então a reatância geral é capacitiva. 

O que é indução?

A mudança no campo magnético causa tensão e corrente no circuito. Este fenômeno é conhecido como indução

O que a indutância faz em um circuito?

A indutância se opõe à mudança na corrente que flui através do circuito.

O que é indutância de uma bobina?

A indutância de uma bobina se origina do campo magnético devido à variação da corrente.

Por que L é usado para indutância?

De acordo com as iniciais, eu deveria ser usado para representar a indutância. Mas como I já está sendo usado para corrente, L é usado para indutância para homenagear o cientista Henrique Lenz por sua extraordinária contribuição no campo do eletromagnetismo. 

A auto-indutância pode ser negativa?

A auto-indutância é uma quantidade puramente geométrica e depende do circuito externo. Portanto, não pode ser negativo. O sinal de menos na lei de Lenz indica a natureza oposta de EMF em relação ao campo magnético.

Os motores têm indutância?

O EMF traseiro é um fator crucial em motores. Os motores CA e CC usam uma fonte de baixa tensão CA para medir a indutância.

O que é unidade de indutância?

A unidade SI de indutância é volt -segundo por ampere ou Henry.

Por que o indutor bloqueia AC e permite DC?

O indutor cria um EMF quando a corrente flui por ele. Em CA, o EMF é muito alto à medida que a frequência é aumentada. Portanto, a oposição também é significativa. Mas no fornecimento de DC, não há EMF e, conseqüentemente, nenhuma oposição ocorre. Portanto, diz-se que o indutor bloqueia AC e permite DC.

O indutor permite corrente DC?

O indutor permite corrente DC, pois não há força oposta atuando no circuito.

Para mais detalhes sobre a teoria do circuito clique aqui

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