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Eletricidade

Calculadora de Solenoide (Campo Magnético e Indutância)

Campo magnético dentro de uma bobina, a indutância pela fórmula da bobina longa e pela de Wheeler, a energia guardada e o fluxo, com a bobina desenhada à escala.

Resultados

Campo magnético 2,51327 mT
Campo magnetizante H 2000 A/m
Indutância (fórmula da bobina longa) 157,914 µH
Indutância, núcleo de ar (Wheeler) 144,477 µH
Energia guardada no campo 0,0789568 mJ
Fluxo magnético 0,789568 µWb
A figura, à escala
Calculadora de Solenoide (Campo Magnético e Indutância)Calculadora de Solenoide (Campo Magnético e Indutância): r = 1,0 cm, l = 10,0 cmr = 1,0 cml = 10,0 cm

O que faz esta ferramenta

Dentro de uma bobina comprida o campo é quase perfeitamente uniforme e só depende das espiras por metro e da corrente — não do diâmetro. A fórmula da indutância dos livros supõe a bobina muito mais comprida do que larga; nas bobinas reais o campo escapa pelas pontas e o valor sai mais baixo. A fórmula de Wheeler, de 1928, conta com isso e acerta a cerca de 1 % em bobinas de núcleo de ar com comprimento acima de 0,4 vezes o diâmetro, e por isso aparecem as duas. Um núcleo de ferro multiplica o campo pela permeabilidade relativa só até saturar, algures entre 1,5 e 2 T no ferro e muito antes na ferrite.

Fórmula

B = μ₀ μᵣ N I ÷ l · L = μ₀ μᵣ N² A ÷ l · Wheeler (ar): L[µH] = r² N² ÷ (2,54 × (9r + 10l)), r e l em cm

Variáveis

SímboloSignificadoUnidade
ntNúmero de espiras—
lComprimento da bobinacm
dDiâmetro médio da espiracm
iCorrenteA
mrPermeabilidade relativa µr—
BCampo magnéticomT
HCampo magnetizante HA/m
LIndutância (fórmula da bobina longa)µH
LWIndutância, núcleo de ar (Wheeler)µH
WEnergia guardada no campomJ
FXFluxo magnéticoµWb

Exemplo resolvido

  • Número de espiras200
  • Comprimento da bobina10 cm
  • Diâmetro médio da espira2 cm
  • Corrente1 A
  • Permeabilidade relativa µr1
  • Campo magnético2,51327 mT
  • Campo magnetizante H2000 A/m
  • Indutância (fórmula da bobina longa)157,914 µH
  • Indutância, núcleo de ar (Wheeler)144,477 µH
  • Energia guardada no campo0,0789568 mJ
  • Fluxo magnético0,789568 µWb

Limitações

  • A fórmula assume uma geometria ideal — um fio ou bobina infinitamente longos, uma esfera perfeitamente uniforme — no vazio ou num material uniforme. As peças reais andam perto, mas as pontas, o metal à volta e os materiais magnéticos alteram o campo.
  • O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.