Explique como é definido os pontos da convenção do ponto em bobinas acopladas magneticamente.
Passo 1
Vamos entender o que a pergunta está nos pedindo. Estamos falando sobre bobinas acopladas magneticamente, ou seja, duas bobinas que interagem através de campos magnéticos. O exercício quer que expliquemos como definimos os pontos de convenção nessas bobinas. Isso envolve entender como escolhemos os pontos de referência (como os terminais) e as direções das correntes para analisar corretamente a interação entre elas. Para resolver isso, precisamos conhecer os conceitos de inducción mútuo e as convenções de sinais usadas em circuitos magnéticos.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar o conceito de inducción mútuo. Quando duas bobinas estão próximas, a mudança de corrente em uma (chamada de bobina primária) induz uma tensão na outra (chamada de bobina secundária). A quantidade de indução depende de fatores como o número de voltas das bobinas, a área das bobinas e a distância entre elas.
A inducción mútuo é representada pela letra $ M $ e é dada por:
onde:
- $ N_2 $ é o número de voltas na bobina secundária,
- $ \Phi_{21} $ é o fluxo magnético através da secundária devido à primária,
- $ I_1 $ é a corrente na primária.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre as convenções de sinais. Para analisar corretamente a indução mútua, precisamos definir uma convenção para os sentidos das correntes e das tensões nas duas bobinas. Isso é essencial para determinar se a interação é de auxílio ou de oposição.
Uma convenção comum é a regra de mutualidade de Faraday, que estabelece que o fluxo magnético induzido em uma bobina devido à outra depende do sentido relativo das correntes. Para manter consistência, definimos que se as correntes nas duas bobinas fluem no mesmo sentido relativo (ambas no sentido horário ou anti-horário), a indução é considerada positiva.
Passo 4
Para definir os pontos de convenção nas bobinas, geralmente numeramos os terminais de cada bobina de forma consistente. Por exemplo, em cada bobina, o terminal 1 é considerado o início e o terminal 2 o fim. Isso ajuda a determinar a direção da corrente e, consequentemente, o sentido do fluxo magnético.
Além disso, utilizamos a regra da mão direita para determinar a direção do campo magnético gerado por uma corrente. Envolvendo o dedo na bobina no sentido da corrente, o polegar aponta na direção do campo magnético. Essa convenção é fundamental para garantir que as interações magnéticas sejam corretamente interpretadas.
Resposta
Os pontos de convenção em bobinas acopladas magneticamente são definidos estabelecendo-se terminais de referência em cada bobina, numerando-os consistentemente (por exemplo, terminal 1 e terminal 2), e determinando a direção das correntes conforme essas referências. Utilizando regras como a regra da mão direita para identificar a direção do campo magnético, garante-se que as interações de indução mútua sejam corretamente avaliadas, permitindo a aplicação consistente das convenções de sinais na análise do acoplamento magnético entre as bobinas.