Uma parte dos estudos de magnetismo aborda a produção de campos magnéticos por meio de materiais que conduzem corrente elétrica. Esses materiais geralmente são o fio retilíneo, a espira, a bobina e o solenoide. O toroide é pouco citado no ensino básico como um elemento que produz campo magnético ao conduzir corrente elétrica.
O toroide é formado a partir de um solenoide curvado em forma de círculo fechado. Pode ser descrito como um solenoide cilíndrico que pode ser utilizado desde a composição de pequenos indutores até a formação de transformadores pesados utilizados para altíssimas potências.
A figura abaixo mostra um toroide de raio r que, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, gera um campo magnético em seu interior que se difere do campo gerado pelos solenoides. No toroide, o campo magnético não é constante ao longo de sua seção reta.
Exemplificação do formato do toroide
A equação abaixo determina o valor do campo magnético gerado pelo toroide. Na equação, i é a corrente elétrica, N é o número de espiras que compõem o toroide, r é o raio e μ0 é a permeabilidade do vácuo, que possui seu valor dado por 4π. 10 – 7 T.m/A.
BTOROIDE = μ0 i N
2 π r
Os toroides podem ser utilizados como indutores, apresentando vantagens e desvantagens em relação a esse tipo de aplicação. Indutores são equipamentos que possuem a capacidade de armazenar energia por meio do campo magnético. Eles podem ser entendidos como os correspondentes magnéticos dos capacitores (equipamentos que armazenam energia por meio do campo elétrico).
→ Vantagens da indutância de um toroide
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Fácil montagem;
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Indutância elevada;
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Baixo custo;
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Baixa interação com os circuitos vizinhos.
→ Desvantagens da indutância de um toroide
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Não possui indutância variável;
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Sofre variações de temperatura.
A imagem mostra o interior de um amplificador de potência
A figura acima mostra o interior de um amplificador de potência, isto é, um amplificador de áudio capaz de gerar a energia necessária para impulsionar alto-falantes. Nesse amplificador, podemos observar a existência de toroides compondo o circuito elétrico.
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