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Calculadora de energia indutora e constante de tempo

Calcule a energia armazenada em um indutor, a constante de tempo L/R e o tempo de aumento da corrente

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Fórmula

E = ½LI², τ = L/R, i(t) = I_final × (1 - e^(-t/τ))

E — Stored energy (J)
L — Inductance (H)
I — Current (A)
τ — Time constant L/R (s)
R — Series resistance (Ω)

Como Funciona

Os indutores são componentes eletrônicos passivos que armazenam energia em seu campo magnético quando a corrente flui por eles. A capacidade de armazenamento de energia de um indutor é descrita pela equação E = ½LI², onde E representa a energia armazenada em joules, L é a indutância em henries e I é a corrente em amperes. A constante de tempo (τ) para um circuito indutor é determinada pela razão entre indutância (L) e resistência (R), que governa a taxa de mudança de corrente e o acúmulo de energia no circuito. Durante a energização, um indutor resiste a mudanças repentinas de corrente, criando um perfil de carga não linear em que a corrente aumenta exponencialmente de acordo com a equação I (t) = I_max (1 - e^ (-t/τ)). Esse comportamento é fundamental em aplicações de design, filtragem e armazenamento de energia de fontes de alimentação.

Exemplo Resolvido

Considere um indutor de 10 mH com um resistor de 5 Ω e uma corrente máxima de 2 A. A constante de tempo (τ) seria calculada como L/R = 10 mH/ 5 Ω = 2 ms. A energia armazenada na corrente de pico é E = ½ * 0,01 H* (2 A) ² = 0,02 joules. O tempo de subida para 63% da corrente máxima seria aproximadamente uma vez constante (2 ms), atingindo cerca de 1,26 A nessa duração. Isso demonstra como os indutores gerenciam suavemente as transições de corrente em sistemas eletrônicos.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre considere a resistência interna do indutor ao calcular as constantes de tempo
  • ✓Use as especificações do material principal para entender os limites de saturação
  • ✓Verifique o desempenho real do indutor com medições de osciloscópio

Erros Comuns

  • ✗Negligenciando a resistência do indutor ao calcular constantes de tempo
  • ✗Assumindo um aumento linear de corrente em vez de exponencial
  • ✗Ignorando os efeitos de saturação em indutores reais

Perguntas Frequentes

A constante de tempo representa a duração necessária para que a corrente atinja aproximadamente 63,2% de seu valor máximo durante a carga ou descarga.
Valores maiores de indutância e correntes mais altas aumentam a capacidade de armazenamento de energia quadraticamente de acordo com a equação E = ½LI².
Não, os indutores acabarão por dissipar a energia armazenada por meio de resistência e perdas de núcleo ao longo do tempo.
Calcule a energia armazenada multiplicando ½ vezes a indutância pelo quadrado da corrente máxima.
A saturação do núcleo, a resistência DC, a temperatura e a classificação máxima de corrente são as principais limitações de desempenho.

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