Medindo Pequenos Indutores (INS258)

O que propomos neste artigo é um medidor para pequenos in atores. Simples de montar e utilizando poucos componentes, este circuito certamente será de grande utilidade para muitos.

Um grande problema para muitos leitores que gostam de projetos que operam em altas freqüências, tais como transmissores, geradores de sinais, receptores, conversores etc. é construir bobinas com determinados valores de indutância.

Normalmente são dadas indicações de quantas espiras de determinado fio, que diâmetro de forma e que tipo de núcleo devem ser usados, mas outras vezes temos simplesmente um valor de indutância.

Embora em alguns casos valores comerciais possam ser encontrados e usados, isso nem sempre ocorre, e aí o leitor interessado no projeto encontra as primeiras dificuldades.

Enrolar bobinas com determinada indutância pode ser uma tarefa fácil se tivermos um meio de conferir seu valor, pois se ele estiver além do que precisamos basta tirar algumas espiras e se tiver aquém, basta acrescentar algumas.

O aparelho que propomos pode ser usado em conjunto com um multímetro ou seu próprio indicador (microamperímetro) e em vez de calibrado pode dar indicações seguras de pequenas indutâncias na faixa de 10 a 1000 µH.

O circuito é muito simples e não é crítico.

Sua calibração pode ser feita com base em alguns indutores comerciais de valores conhecidos, tomados como referência.

CARACTERÍSTICAS

Tensão de alimentação 6 ou 9 V

Corrente de consumo: 10 mA (tip)

Faixa de inutâncias: 10 µH a

1000 µH (1 mH)

Tipo de indicação: analógica

COMO FUNCIONA

Um indutor manifesta uma oposição à passagem de corrente alternada, oposição esta que aumenta proporcionalmente à freqüência da corrente.

Isso significa que, ao contrário dos capacitores, a oposição à corrente num indutor é tanto maior quanto a freqüência da corrente, conforme mostra o gráfico da figura 1.

Figura 1 – Curva XL x frequência para um indutor

E, da mesma forma, o efeito se acentua com o valor do indutor.

Assim, para urna determinada freqüência, apresentará maior oposição à circulação de corrente o indutor maior de valor, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – A reatância também depende da indutância

A oposição apresentada por um indutor a passagem de um sinal de determinada freqüência é denominada Reatância Indutiva e abreviada por XL.

Se tivermos um oscilador que gere um sinal de freqüência suficientemente elevada (algo em torno de 100 kHz), a oposição apresentada por um indutor de pequeno valor pode significar o aparecimento de uma tensão entre seus extremos suficientemente alta para poder ser medida por um multímetro ou mesmo um galvanômetro (microamperímetro), conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Modo simples de medir uma indutância

Esta é a base de nosso projeto: temos um oscilador bastante simples, que utiliza um 555 na configuração astável, em que a freqüência é dada por C1 e ajustada de modo fino em.

Este oscilador aplica seu sinal num divisor de tensão formado por R3 e pelo indutor que deve ser medido.

Desta forma, a tensão que aparece no indutor vai depender de seu valor, e passa através de C2 ao circuito indicador.

Este circuito contém um diodo detector (D1), já que o sinal é alternado e o instrumento indicador pode ser um multímetro ou um microamperímetro comum de 0-200 µA.

A alimentação do circuito pode ser feia com pilhas ou bateria, e o baixo consumo garante a durabilidade desta fonte.

MONTAGEM

Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho.

Figura 4 – Diagrama completo do aparelho

A montagem pode ser feita em uma placa de circuito impresso universal com o padrão da figura 5.

Figura 5 – Montagem em placa universal ou matriz de contatos

Também podemos por uma placa convencional desenhada para esta aplicação com padrão mostrado na figura 6.

Figura 6 – Montagem em placa comum

O integrado pode ser montado em soque DIL.

Os resistores são de 1/8 W ou 1//4 W e os capacitores podem ser cerâmicos ou disco. C3 é um eletrolítico para 12 V ou mais.

O diodo D1 é de germânio 1N34 ou equivalente, e se for usado instrumento é um microamperímetro do tipo usado como VU de 0-200 µA ou próximo disso.

Se for usado multímetro em seu lugar devem ser previstos dois bornes para conexão das pontas de prova.

P1 é um trimpot de ajuste, e S1 é um interruptor simples.

Dependendo da alimentação (pilha ou bateria) devemos usar suporte de pilhas ou conector apropriado.

Todo o conjunto pode ser instalado numa caixa plástica conforme mostra a figura 7.

Figura 7 – Instalação em caixa plástica

Para conexão à bobina em prova usamos dois pedaços bem curtos de fio comum com garras.

Os fios longos devem ser evitados, pois representam uma indutância que se soma à medida, produzindo assim uma falsa medida do componente.

PROVA E USO

Para provar o aparelho basta ligá-lo.

Sem a existência de um indutor entre G1 e G2 o ponteiro do instrumento ou do multímetro conectado na escala mais baixa de correntes tende a ir até o final da escala ou mesmo ultrapassá-la.

Se não houver movimento do ponteiro é sinal que o circuito não está oscilando, e se o movimento do ponteiro for para a esquerda então basta inverter as ligações do instrumento.

Para calibrar a escala use alguns micro-choques como os da figura 8 com valores conhecidos na faixa de 10 µH a 1000 µH.

Figura 8 – Microchoques usados na calibração

Ajuste o trimpot do circuito de modo que o ponteiro do instrumento alcance o valor máximo desejado na escala, ou seja, vá até o final de escala com uma indutância de 1000 µH (1 mH).

Feita a calibração, com a elaboração de uma escala ou tabela para o multímetro, é só utilizar o aparelho.