O que é uma bobina toroidal?

Um solenóide é um eletroímã formado por um fio que transporta corrente. Os eletroímãs têm campos magnéticos criados a partir de correntes. O fio de um solenóide é freqüentemente formado em uma bobina helicoidal, e um pedaço de metal, como o ferro, é freqüentemente inserido em seu interior. Quando um solenóide é dobrado na forma de um círculo ou rosquinha, ele é chamado de toroide.

Um toroide possui um campo magnético dentro de si mesmo que forma uma série de círculos concêntricos. Fora dele, o campo é zero. A força desse campo magnético depende do número de bobinas que o toroide tem em seu corpo. O campo não é uniforme, porque o campo é mais forte perto da parte interna do anel do que perto da parte externa. Isso significa que se r é o raio do transformador, o campo magnético diminui à medida que r se torna maior.

Os toróides são valiosos porque, como todos os solenóides, são indutores. Indutores podem induzir ou fazer com que correntes sejam criadas em bobinas próximas. Eles foram inventados em agosto de 1831 pelo físico inglês Michael Faraday. Foi Faraday quem descobriu que um campo magnético variável pode induzir uma voltagem em um fio próximo, e isso é chamado de Lei da Indução de Faraday. Os toróides também têm o que é conhecido como auto-indutância, que é um tipo de resistência. O toroide resiste ou luta contra as mudanças em sua própria corrente, seja para torná-la maior ou menor. A força da auto-indutância depende do número de bobinas do toróide e da fonte CA.

Os transformadores são feitos de um par de solenóides enrolados em torno de um núcleo de metal que geralmente é uma ferrita. Os transformadores toroidais são duas bobinas enroladas em um metal, como ferrite ou aço silício, que tem a forma de um donut. As bobinas são envolvidas em áreas diferentes ou colocadas umas sobre as outras. Eles são preferidos para transformadores de radiofrequência ou RF, onde são usados ​​para aumentar ou diminuir tensões de fontes de energia e para isolar diferentes partes de um circuito. Os transformadores de RF também são usados ​​para casamento de impedância, o que significa que ajudam a conectar partes de entrada e saída de diferentes circuitos.

Os toróides têm algumas desvantagens em relação aos solenóides normais. Eles são mais difíceis de enrolar e também de afinar. No entanto, eles são mais eficientes na produção das indutâncias necessárias. Para a mesma indutância de um solenóide regular, um toróide requer menos voltas e pode ser menor em tamanho. Outra vantagem é que como o campo magnético está confinado ao interior, toróides e toroidais transformadores podem ser colocados perto de outros componentes eletrônicos sem preocupação com indutivos indesejados interações.

Toroids são usados ​​em telecomunicações, dispositivos médicos, instrumentos musicais, amplificadores, reatores e muito mais. Um tokamak é um dispositivo de fusão nuclear que usa um campo magnético para confinar o plasma. Um plasma é um gás que contém elétrons e íons livres e só aparece em altas temperaturas. O confinamento do plasma em um tokamak é feito com o uso de um toroide.