Indutores relacionam a variação de corrente à tensão

A corrente contém o estado armazenado

Para um indutor ideal, a tensão é $v=L\,di/dt$ e a energia é $E=Li^2/2$. Sua corrente não pode saltar instantaneamente sem um impulso de tensão. Em CC estabilizada, um indutor ideal tem tensão zero e se comporta como um curto-circuito. Um enrolamento real mantém resistência e tem comportamento do núcleo dependente da corrente, portanto “curto em CC” não significa um fio sem perdas em qualquer corrente.

Aplicar 1 V constante entre os terminais de 10 mH varia a corrente a 100 A/s. Começando do zero, a corrente sobe 100 mA em 1 ms se a tensão permanecer constante. A energia armazenada em 100 mA é $0.01\times0.1^2/2=50$ μJ. Uma rampa contínua eventualmente encontra limites da fonte ou do componente; a fórmula ideal sozinha não cria uma corrente máxima segura.

Acrescente um resistor

Conecte um degrau de 3.3 V a um resistor de 330 Ω e um indutor de 10 mH em série. A corrente final é 10 mA e a constante de tempo é $\tau=L/R=30.303$ μs. Começando do zero, $i(t)=10\text{ mA}(1-e^{-t/\tau})$. Após uma constante de tempo, a corrente é 6.3212 mA. O indutor recebe inicialmente a tensão total da fonte; sua tensão tende a zero conforme a corrente se estabiliza.

Compare isso com o capacitor: a tensão do capacitor e a corrente do indutor são as grandezas que permanecem contínuas na comutação com fontes finitas. Acompanhar o estado armazenado correto evita um erro comum em problemas de condições iniciais.

Abrir um caminho muda o modelo

Se um indutor conduzindo corrente for abruptamente desconectado, ele desenvolve tensão para continuar a corrente através de qualquer caminho parasita ou de proteção existente. Um diodo de roda livre é um caminho deliberado comum, mas sua tensão, energia e comportamento de decaimento exigem um cálculo de circuito. Não conclua que uma chave aberta torna instantaneamente zero a corrente armazenada.

Ao simular uma transição RL, inclua resistência em série e um caminho de retorno de corrente fisicamente significativo. Declare se a resistência do enrolamento está incluída em R. Uma previsão de 30.303 μs com valores nominais é útil apenas se a resistência série total e a indutância reais corresponderem a essas premissas.