Construção de bobinas

Um circuito ressonante LC também conhecido por "circuito tanque" é constituído pela associação em serie ou paralelo de uma bobina (indutor) com um capacitor (figura 1). A frequência de ressonância desse circuito depende exclusivamente do valor desses componentes. O capacitor é um componente facilmente encontrado no comércio, com uma vasta gama de valores, desde alguns pF (10^-12 F) até alguns milhares de µF (10^-6 F). O indutor já não é tão acessível comercialmente como o capacitor pois a sua constituição deve atender às exigências particulares de cada circuito como: formato, bitola do fio, qualidade, característica do núcleo, etc. A unidade que representa o valor de um indutor é o "Henry". Esta unidade deve o seu nome a "Joseph Henry" (1797 – 1878) um físico americano que descobriu a lei da indução.

Figura 1 — Circuito Ressonante LC.

O valor de uma indutância depende somente da sua forma geométrica desde que ela não esteja imersa nem próxima a materiais que afetem o seu campo magnético, por exemplo: núcleos de ferro, ferrite, alumínio, etc.

Nessas condições, ou seja, livre desses materiais (bobina com núcleo de ar), é possível calcular o valor de uma indutância através da fórmula:

Onde:

r = raio da bobina (mm)
l = comprimento do enrolamento (mm)
n = número de espiras
L = µH (10^-6 H)

Com base nesta fórmula, a tabela aqui apresentada indica o número de espiras (n) e o comprimento total do enrolamento (l) para indutores de 0,2µH a 10µH. Para todos os casos foi considerado um diâmetro de 10 mm para os enrolamentos (r = 5 mm). A tabela indica também a bitola do fio de cobre esmaltado (AWG e mm) recomendada para cada caso. Fios com bitolas diferentes (mais finos) poderão ser utilizados desde que o comprimento final do enrolamento (l) seja mantido; neste caso deverá haver espaçamento entre espiras.

Tabela 1 — Tabela de indutores com núcleo de ar.

Complementando esta tabela, ao lado direito dos valores de indutância estão calculadas as frequências de ressonância para cada indutor em conjunto com os principais valores comerciais de capacitores.

Exemplo de utilização

Desejamos construir um circuito ressonante para operar em 27 MHz. Da tabela de ressonâncias podemos observar que uma das associações que ressonam nesta frequência (valores aproximados) pode ser construída com um indutor de 0,5µH e um capacitor de 68pF. O indutor de 0,5µH pode ser construído da seguinte forma: da coluna (n) tiramos o valor do número de espiras (n = 7), da coluna (l) tiramos o valor do comprimento que deve ter esse enrolamento (l = 5 mm) da coluna (AWG) tiramos o valor da bitola de fio recomendada para este enrolamento (# 21) ou fio com diâmetro de 0,7 mm.

Devemos levar em consideração que qualquer circuito ressonante sempre sofre influências externas ao nosso controle, por exemplo: tolerâncias do capacitor, efeito dos componentes associados ao circuito "tanque", proximidade de materiais, etc., portanto um ajuste final no valor da indutância sempre será necessário, seja pela ligeira alteração do número de espiras, ou do espaçamento entre elas.