Uma das famosas leis relacionadas à eletricidade é a “Lei de Ohm”. A lei de Ohms fornece uma relação empírica que descreve o condutividade de vários materiais eletricamente condutores. De acordo com essa lei, a corrente que flui em um condutor é diretamente proporcional à tensão através do condutor, com a resistência como uma constante de proporcionalidade. Aqui, as unidades de corrente são Amperes, as unidades de voltagem são dadas em volts e as unidades de resistência são Ohms. Na física, essa lei também é normalmente usada para se referir a várias generalizações da lei, como na forma vetorial no eletromagnético. Da mesma forma, ao trabalhar com AC indutores , a lei de ohms é usada, onde a resistência é referida como “reatância indutiva” em vez de “resistência”.
O que é reatância indutiva?
Quando a tensão é aplicada a um indutor, uma corrente é induzida através do circuito do indutor. No entanto, esta corrente não é gerada instantaneamente, mas cresce a uma taxa rápida determinada pelos valores auto-induzidos do indutor. A corrente induzida é limitada pelos elementos resistivos presentes nos enrolamentos da bobina do indutor. Aqui, a quantidade de resistência depende da razão entre a tensão aplicada e a corrente induzida, conforme mencionado na Lei de Ohm.
A figura abaixo é um circuito indutor usado para calcular a reatância indutiva.
Reatância Indutiva
No entanto, quando o indutor está conectado ao circuito CA, o fluxo de corrente se comporta de maneira diferente. Aqui, o suprimento sinusoidal é usado. Conseqüentemente, ocorre uma diferença de fase entre a tensão e a forma de onda da corrente. Agora, quando a alimentação CA é usada para a bobina indutora, além da indutância da bobina, a corrente também tem que enfrentar oposição da frequência da forma de onda CA. Essa resistência enfrentada pela corrente no indutor enquanto conectado no circuito CA é chamada de “Resistência Indutiva”.
Diferença entre indutância e reatância
Indutância é a capacidade de um material de induzir uma voltagem nele quando há uma mudança no fluxo de corrente dentro dele. O símbolo de indutância é “L”. Enquanto, reatância é a propriedade dos materiais elétricos que se opõe à mudança na corrente. As unidades de reatância são 'Ohm' e é denotado pelo símbolo 'X' para distingui-lo da resistência normal.
Reatância funciona de forma semelhante a resistência elétrica mas, ao contrário da resistência, a reatância não dissipa energia na forma de calor. Em vez disso, ele armazena a energia como um valor de reatância e a retorna ao circuito. Um indutor ideal tem resistência zero, enquanto um resistor ideal tem reatância zero.
Derivação da fórmula de reatância indutiva
Reatância indutiva é o termo relacionado aos circuitos CA. Ele se opõe ao fluxo de corrente em circuitos CA. Em um circuito indutivo CA devido à diferença de fase, a forma de onda de corrente 'LAGS' a forma de onda de tensão aplicada em 90 graus. Ou seja, se a forma de onda de tensão estiver em 0 graus, a forma de onda de corrente estará em -90 graus.
Em um circuito indutivo, o indutor é colocado através da fonte de tensão CA. A fem auto-induzida no indutor aumenta e diminui com o aumento e diminuição na frequência da tensão de alimentação. A fem auto-induzida é diretamente proporcional à taxa de variação da corrente na bobina do indutor. A maior taxa de mudança ocorre quando a forma de onda da tensão de alimentação passa do semiciclo positivo para um semiciclo negativo ou vice-versa.
Em um circuito indutivo, a corrente fica atrás da voltagem. Portanto, se a tensão estiver em 0 graus, a corrente estará em -90 graus em relação à tensão. Portanto, quando as formas de onda senoidais são consideradas, a forma de onda de tensão Veupode ser classificado como uma onda senoidal e forma de onda atual Ieucomo uma onda cosseno negativa.
Assim, a corrente em um ponto pode ser definida como:
eueu= Eumax. sin (ωt - 900), φωis em radianos e 't' em segundos
A relação de tensão e corrente no circuito indutivo dá o valor da reatância indutiva Xeu
Assim, Xeu= Veu/ EUeuohms = ωL = 2πfL ohms
Aqui, L é a indutância, f é a frequência e 2πf = ω
A partir desta derivação, pode-se ver que a reatância indutiva é diretamente proporcional à frequência 'f' e indutância 'L' do indutor. Com um aumento na frequência da tensão ou na indutância da bobina, a reatância geral do circuito aumenta. Conforme a frequência aumenta para o infinito, a reatância indutiva também aumenta para o infinito, agindo de forma semelhante a um circuito aberto. Para uma queda na frequência para zero, a reatância indutiva também diminui para zero, agindo de forma semelhante a um curto-circuito.
Símbolo
A reatância indutiva é a resistência enfrentada pelo fluxo de corrente no indutor quando a tensão CA é fornecida. Suas unidades são semelhantes às unidades de resistência. O símbolo da reatância indutiva é “Xeu“. Como a corrente está defasada em 90 graus em relação ao indutor de tensão, tendo o valor para qualquer uma das grandezas, a outra pode ser calculada facilmente. Se a tensão for conhecida, então, pela mudança negativa de 90 graus da forma de onda da tensão, a forma de onda da corrente pode ser derivada.
Exemplo
Vejamos um exemplo para calcular a reatância indutiva.
Um indutor com indutância de 200mH e resistência zero é conectado a uma fonte de tensão de 150v. A frequência de alimentação da tensão é 60Hz. Calcule a reatância indutiva e a corrente fluindo através do indutor
Reatância Indutiva
Xeu= 2πfL
= 2π × 50 × 0,20
= 76,08 ohms
Atual
eueu= Veu/ Xeu
= 150 / 76,08
= 1,97 A
Em circuitos elétricos e eletrônicos, o termo 'reatância' é usado regularmente com circuitos de indutor e capacitor. Um aumento no valor da reatância nesses circuitos leva a uma diminuição na corrente entre eles. A reatância indutiva faz com que a tensão e a corrente fiquem fora de fase. Em sistemas de energia elétrica, isso limitará a capacidade de energia das linhas de transmissão CA. Embora a corrente ainda flua em tais situações, as linhas de transmissão ficarão aquecidas e não haverá transferência de energia efetiva. Portanto, é importante monitorar a reatância indutiva dos circuitos. Qual é a diferença de fase entre as formas de onda de tensão e corrente para o circuito indutor?
