Energia magnética num circuito RL
Uma bobina resiste a mudanças bruscas de corrente
Um indutor é uma bobina que guarda energia num campo magnético e se opõe às mudanças de corrente; L representa sua indutância. RL significa Resistor Inductor: circuito de resistor e indutor. Um milihenry (mH) é um milésimo de henry, um milissegundo (ms) um milésimo de segundo e um milijoule (mJ) um milésimo de joule de energia.
BANCADA DE EXPERIÊNCIAS
Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.
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Por que funciona
Bobina ideal inicialmente sem energia após um degrau de tensão. O tempo escolhe um instante, não um relógio real; resistência do fio, saturação magnética e picos ao desligar omitidos.
Vs é tensão aplicada, R resistência em série, L indutância e t tempo desde a ligação. τ = L/R; I(t) = Vs/R × (1 − exp(−t/τ)); exp é a função exponencial. Tensão da bobina = Vs × exp(−t/τ); energia E = ½LI².
Dificuldade
Monte · Monte o circuito
Ligue com 5 V, 100 Ω, 100 mH e 1 ms. Leia cerca de 31.606 mA.
Precisa de uma dica?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → 31.606 mA
Explore · Mude uma variável
Com 5 V, 100 Ω e 100 mH, escolha um tempo para corrente de pelo menos 49 mA e tensão da bobina de no máximo 0.1 V.
Precisa de uma dica?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 4 ms → 49.084 mA; 0.092 V
Resolva · Resolva o desafio
Com 5 V, 50 Ω e 200 mH, escolha um tempo para 62–64 mA e energia armazenada 0.38–0.42 mJ.
Precisa de uma dica?
Vs = 5 V; R = 50 Ω; L = 200 mH; t = 4 ms → 63.212 mA; 0.400 mJ
Leituras adicionais e receitas de circuitos
Uma bobina resiste a mudanças bruscas de corrente
Um padrão útil
Após uma constante de tempo, a corrente chega a cerca de 63.2% do valor final. Após cinco, supera 99%.
Além do modelo
Ao desligar, uma bobina real tenta manter a corrente. A proteção contra sobretensão indutiva oferece um caminho para ela; o modelo não simula o pico.
Um erro que vale evitar
O indutor se opõe à mudança de corrente, não à corrente constante. Sua tensão ideal tende a zero depois de estabilizar.
Só a indutância dobra, com alimentação e resistência iguais. A corrente final…
- dobra
- fica igual, mas sobe mais devagar
- cai pela metade
Saiba mais
A corrente final é Vs/R; L/R dobra, então a subida demora mais.