Como pudemos ver, o capacitor tem uma função essencial em
filtros de áudio, agindo como atenuador variável conforme a freqüência
aplicada.
Da mesma forma, teremos a utilização do indutor.
Assim como o capacitor, o indutor também possui a capacidade
de variar a sua impedância de acordo com a freqüência aplicada.
No caso do capacitor, essa impedância é denominada de
reatância capacitiva e para o indutor é denominada de reatância indutiva.
O que torna possível tal efeito é o fato de que assim como o
capacitor armazena energia, o indutor também o faz, porém em um campo
magnético.
A curva de carga do indutor é de características opostas, em
termos de impedância, do que a curva de carga do capacitor. E é justamente essa
relação que nos interessa.
No primeiro momento em que o indutor recebe energia, sua
impedância é alta, ao passo que o capacitor começa com uma baixa impedância.
Isso se deve ao fato de que, o capacitor armazena energia em
suas placas e equipara sua tensão com o circuito, quando carregado. Quando a
tensão do capacitor se torna igual à tensão do circuito, a corrente se torna
nula.
O indutor transforma energia elétrica em magnética, e quando
seu campo satura, é visto como um curto pelo o circuito, elevando a corrente ao
máximo.
Vamos ver no contexto de corrente alternada, o comportamento
de um indutor em semiciclos senoidais de duas freqüências diferentes.
Veja que a impedância é maior para freqüências mais altas e
menor para freqüências mais baixas.
Ou seja, para freqüências altas, o indutor se torna um
circuito aberto, impedindo sua passagem, e para freqüências baixas, o indutor
se torna um curto, deixando passar integralmente.
Esse efeito ocorre a cada semiciclo positivo e negativo,
formando uma onda senoidal completa.
Calculo da reatância indutiva:
Reatância Indutiva – símbolo XL
XL – Reatância indutiva
f – Freqüência aplicada
L – Indutância do indutor
Vamos ver como isso funciona em um circuito real.
AMP – Amplificador de áudio
L – Indutor
AF – Alto Falante
No exemplo acima, temos um filtro muito comum usado para
reduzir as alta freqüências para alto falantes de baixa freqüência, também
conhecidos como woofer.
Esse é um filtro de primeira ordem, fornecendo portanto, uma
queda de 6 dB/oitava.
Para calcular esse filtro, precisamos definir a freqüência
de corte, que atenuará a intensidade de potência do woofer pela metade, ou seja
-3dB.
Vamos usar 500hz como freqüência de corte.
Aproveitando o cálculo feito na primeira parte desse artigo,
onde determinamos o resistor ideal para se obter uma atenuação de 3dB em um
alto falante de 8 ohms, iremos substituir o resistor pelo indutor e teremos os
seguintes dados:
- Indutância (L).........???
- XL..............................3,314 Ω
- Freqüência de corte...500hz
Mudando a posição das variáveis na equação, temos:
L = 1,05mH
O valor comercial mais próximo é 1mH.
Devemos tomar o cuidado de utilizar um indutor que suporte a
intensidade de corrente exigida no circuito.
Na tabela abaixo está demonstrado a atuação desse filtro
simulando uma tensão de saída de um amplificador em 50Volts.
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