Como Testar pequenos indutores (INS137)

Bobinas e indutores de pequenos valores são elementos obrigatórios na maioria dos transmissores e circuitos osciladores de altas freqüências. No entanto, uma grande dificuldade que os montadores de tais aparelhos encontra é a medida da indutância de tais componentes, ou pelo menos uma avaliação sem muita precisão de sua ordem de grandeza. O que propomos neste artigo é um medidor de indutâncias simples, que se não fornece uma indicação absolutamente precisa, pois depende de calibração, pelo menos permite a comparação com indutores comerciais.

Instrumentos comuns, como os multímetros, não medem indutâncias e as indutâncias (choques ou bobinas) são elementos críticas em projetos que envolvem altas freqüências, principalmente transmissores.

Normalmente, ao serem especificadas, as bobinas ou indutâncias são indicadas pelo número de espiras, tipo de fio e diâmetro eventualmente com a presença de um núcleo de ferrite.

Embora, em alguns casos, possam ser encontradas bobinas prontas como, por exemplo, os microchoques, não podemos dizer que se trata de coisa que se pode obter em qualquer loja, principalmente em nossos dias quando o fornecimento no mercado de reposição se torna cada vez mais limitado..

É justamente por isso que os leitores interessados na montagem de transmissores podem encontrar certas dificuldades quando chegam nas bobinas e indutores.

Enrolar uma bobina com uma determinada indutância pode ser uma tarefa simples se tivermos um meio de conferir seu valor, pois no momento em que ela ultrapassar o valor desejado, basta tirar as espiras excedentes para obter o valor desejado, e se estiver aquém desse valor, basta continuar enrolando mais algumas espiras.

O aparelho que descrevemos neste artigo pode ser usado em conjunto como um multímetro comum ou ainda com um simples microamperímetro e, se calibrado convenientemente, pode dar indicações precisas de indutâncias na faixa de10 uH a 1 000 uH.

O circuito é bastante simples de montar não usando componentes críticos. Sua calibração pode ser feita com base em alguns microchoques de valores comerciais conhecidos.

CARACTERÍSTICAS

* Tensão de alimentação: 6 ou 9 V

* Corrente consumida: 10 mA (tip)

* Faixa de indutâncias medidas: 10 uH a 1 000 uH

* Tipo de indicação: analógica

* Freqüência de operação: 50 a 200 kHz (depende do ajuste)

COMO FUNCIONA

Um indutor tem como propriedade básica a oposição que manifesta às variações da corrente, ou seja, a passagem de uma corrente alternada.

Essa oposição aumenta proporcionalmente com a freqüência, o que significa que, ao contrário dos capacitores, a oposição à corrente alternada num indutor é tanto maior quanto for a freqüência da corrente que tenta a atravessá-lo, conforme mostra o gráfico da figura 1.

Curva (reatância indutiva x freqüência) para um indutor.

E, da mesma forma, o efeito se acentua com o valor do indutor. Assim, para uma determinada freqüência, teremos maior oposição à passagem da corrente no indutor de maior valor, conforme mostra a figura 2.

A reatância XL aumenta com a elevação da indutância.

A oposição apresentada por um indutor à passagem de uma corrente de determinada freqüência é denominada reatância indutiva (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 os extremos, suficientemente elevada para poder ser medida por um multímetro ou mesmo um microamperímetro comum, conforme mostra a figura 3.

A tensão que aparece no indutor pode ser medida por um multímetro.

Essa é a base de nosso projeto: temos um oscilador bastante simples com base num circuito integrado 555 na configuração astável em que a freqüência é basicamente dada pelo capacitor C1 e ajustada em P1.

Esse oscilador entrega seu sinal a um divisor de tensão formado por R3 e pelo indutor que está sendo medido.

Dessa forma, a tensão que aparece no indutor vai depender de seu valor, e passando por C2 é retificada (detectada) de modo a poder ser medida pelo instrumento, que tanto pode ser uma escala baixa de tensões de um multímetro comum, como um microamperímetro sensível de 50 a 200 uA.

A alimentação do circuito pode ser feita com uma bateria ou com pilhas comuns, com um baixo consumo que lhes garante boa durabilidade.

MONTAGEM

Na figura 4 temos o diagrama completo do aparelho.

Diagrama elétrico do aparelho (medidor).

A montagem pode ser feita facilmente com base numa placa de circuito impresso universal ou mesmo numa matriz de contactos.

Também podemos ter a montagem numa placa de circuito impresso convencional que é mostrada na figura 5.

Montagem com base numa placa de circuito impresso.

O circuito integrado pode ser encaixado num soquete para maior facilidade de troca e para se evitar o calor do processo de soldagem.

Os resistores são todos de 1/8W com 5% ou mais de tolerância, e os capacitores tanto podem ser de poliéster como cerâmicos, exceto C3 que é um eletrolítico para 12 V ou mais de tensão de trabalho.

O diodo D1 deve ser de germânio como o 1N34 ou equivalente, e se for usado um instrumento indicador, ele pode ser um microamperímetro com fundo de escala entre 50 e 200 uA.

Se for usado um multímetro, devem ser previstos para sua ligação dois bornes de cores diferentes.

P1 é um trimpot de ajuste e S1 um interruptor simples. Dependendo da alimentação pode ser usado suporte de pilhas ou conector de bateria e a polaridade das ligações precisa ser observada.

Todo o conjunto cabe facilmente numa pequena caixa de plástico ou de outro material isolante, conforme mostra a figura 6.

Montagem numa caixa plástica usando um instrumento de bobina móvel.

Para conexão à bobina podemos usar dois fios curtos (máximo 30 cm) com garras que serão presas na bobina em teste. De modo algum devem ser usados fios mais longos que os indicados, pois sua indutância se somará a indutância da bobina medida, afetando a precisão da indicação.

PROVA E USO

Para provar o aparelho bastar ligá-lo. Sem a existência de um indutor ligado entre G1 e G2 o ponteiro do instrumento ou multímetro tende a deflexionar para a direita e até a ultrapassar o final da escala. Com as garras interligadas a indicação deve cair a zero.

Se não houver movimento algum do ponteiro é sinal que o circuito não está oscilando e se o movimento do ponteiro for ao contrário do esperado (para a esquerda) inverta suas ligações.

Ajuste inicialmente P1 para obter uma indicação de fim de escala do instrumento. Se não conseguir altere tanto C1 como C2 e finalmente R4, pois estes componentes se adaptam as características do instrumento usado.

Para calibrar a escala use micro-choques de valores conhecidos na faixa de 10 uH a 1 000 uH.

Feita a calibração, com a elaboração de uma escala para o instrumento ou mesmo anotando-se os valores numa tabela, é só utilizar o aparelho.