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De certa forma, o projeto de bobinas para o aquecimento indutivo baseia-se numa grande quantidade de dados empíricos, cujo desenvolvimento tem origem em várias geometrias simples de indutores, como a bobina de solenoide. Esta série de artigos analisa as considerações eléctricas fundamentais na conceção de indutores e descreve algumas das bobinas mais comuns em uso.
Considerações básicas sobre a conceção das bobinas de indução
O indutor é semelhante ao primário de um transformador, e a peça de trabalho é equivalente ao secundário do transformador (Fig.1). Por conseguinte, várias das caraterísticas dos transformadores são úteis para o desenvolvimento de diretrizes para a conceção de bobinas. Uma das caraterísticas mais importantes dos transformadores é o facto de a eficiência do acoplamento entre os enrolamentos ser inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles, além disso, a corrente no primário do transformador, multiplicada pelo número de voltas do primário, é igual à corrente no secundário, multiplicada pelo número de voltas do secundário. Devido a estas relações, há várias condições que devem ser tidas em conta na conceção de qualquer bobina para aquecimento por indução:
1) A bobina deve ser acoplada à peça o mais próximo possível para uma transferência máxima de energia. É desejável que o maior número possível de linhas de fluxo magnético intersectem a peça de trabalho na área a ser aquecida. Quanto mais denso for o fluxo neste ponto, maior será a corrente gerada na peça.
2) O maior número de linhas de fluxo numa bobina de solenoide está na direção do centro da bobina. As linhas de fluxo estão concentradas no interior da bobina, proporcionando a taxa máxima de aquecimento.
3) Como o fluxo está mais concentrado perto das próprias espiras da bobina e diminui mais longe delas, o centro geométrico da bobina é um caminho de fluxo fraco. Assim, se uma peça fosse colocada fora do centro de uma bobina, a área mais próxima das espiras da bobina intersectaria um maior número de linhas de fluxo e, por conseguinte, seria aquecida a uma taxa mais elevada, enquanto a área da peça com menos acoplamento seria aquecida a uma taxa mais baixa; o padrão resultante é mostrado esquematicamente na Fig. 2. Este efeito é mais pronunciado em aquecimento por indução de alta frequência.
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