Enunciado

As duas bobinas da figura 30-72 têm indutâncias L 1 e L 2 quando estão muito afastadas. A indutância mútua é M . (a) Mostre que a combinação que aparece na figura pode ser substituida por uma indutância equivalente dada por:

L e q = L 1 + L 2 + 2 M

(b) De que forma as bobinas da figura 30-72 podem ser ligadas para que a indutância equivalente seja

L e q = L 1 + L 2 - 2 M ?

Passo 1

Fala aí! tudo certinho? 😉

Nesse problema temos duas indutâncias L 1 e L 2 e mutua M . Temos que mostrar que quando as bobinas estão efastadas a indutância equivalente é L e q = L 1 + L 2 + 2 M

E tambem temos que responder de qual maneira as bobinas podem ser conectadas para que a indutância equivalente fosse

L e q = L 1 + L 2 - 2 M

Tem ideia de como fazemos isso? 😬

Basicamente para responder essas questões vamos usar a equação da força eletromotriz de uma bobina

ε = L · d i d t

Veja só! 😊

Passo 2

Vamos supor que a taxa de variação da corrente é d i / d t e calcular a fem total induzida no circuito formado pelas duas bobinas. Os campos magnéticos produzidos pelas duas bobinas apontam para a direita.

Quando a corrente aumenta, os dois mapos aumentam e as duas variações do fluxo induzem forças eletromotrizes de mesma polaridade.

Assim, a fem induzida no circuito é:

ε = ε 1 + ε 2 = - L 1 + M ⋅ d i d t - L 2 + M ⋅ d i d t

Simplificando...

ε = - L 1 + L 2 + 2 M ⋅ d i d t

que é a fem que seria produzida se as duas bobinas fossem substituídas por uma única bobina de indutância L e q = L 1 + L 2 + 2 M .

Legal, né? 😁

Passo 3

Para obter este novo valor da indutância equivalente, basta inverter as ligações da bobina 2 com a bobina 1. Isso faz com que os fluxos das bobinas tenham sentidos opostos: o aumento da corrente na bobina 1 aumenta o fluxo na bobina 1, mas esse aumento também aumena a corrente na bobina 2, o que produz um fluxo na bobina 1 oposto ao fluxo criado pela prórpia bobina.

O mesmo acontece com o fluxo na bobina 2. Assim, a fem induzida no circuito é:

ε = ε 1 + ε 2 = - L 1 - M ⋅ d i d t - L 2 - M ⋅ d i d t

Simplificando...

ε = - L 1 + L 2 - 2 M ⋅ d i d t

que é a fem que seria produzida se as duas bobinas fossem substituídas por uma única bobina de indutância L e q = L 1 + L 2 - 2 M .

E aí! o que achou? Responde Aí! 😉

Resposta

L e q = L 1 + L 2 + 2 M : Polos aditivos

L e q = L 1 + L 2 - 2 M : Polos subtrativos

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Voce recebe um fio de comprimentoe raio a e deve transforma-lo em um indutor enrolando-o na forma de uma helice com secao circular de raio r.As voltas devem estar o mais proximas possivel sem sobrepos
Mostre que a auto-indutância equivalente para dois indutores que têm auto-indutâncias L 1 e L 2 e estão conectados em série é dada por L e q = L 1 + L 2 se não há acoplamento de fluxo entre os dois in
Mostre que a auto-indutância equivalente para dois indutores que têm auto-indutâncias L 1 e L 2 e estão conectados em paralelo é dada por 1 L e q= 1 L 1 + 1 L 2 se não há acoplamento de fluxo entre os
Uma barra longa cilíndrica, de material cuja suscetibilidade magnética é χ m ≪ 1 , transporta uma corrente elétrica com densidade uniforme j → = jz ^ . Calcule: (a) a magnetização da barra em função d
Calcule a intensidade do campo H à distância de 10c m de um fio longo transportando uma corrente de 30A .