Henry
Unidade SI derivada · grandeza: indutância
01 · Definição
O henry é a indutância de um circuito no qual uma corrente que varia à razão de um ampere por segundo induz uma tensão de um volt. Definição equivalente: a indutância em que uma corrente de um ampere cria um fluxo ligado de um weber.
A indutância é a inércia da corrente. Como a massa resiste a uma mudança de velocidade, a indutância resiste a uma mudança de corrente: não se consegue pô-la a andar de repente, nem pará-la. Daí a faísca no interruptor — na abertura a corrente continua por um instante através do ar.
Abra um circuito com uma bobina — e a corrente tentará continuar através do ar: nos contactos saltará um arco. É por isso que junto de cada relé e de cada motor está um díodo de roda livre: deixa a corrente fechar-se sobre si e extinguir-se sem faísca.
Duplicando o número de espiras obtém-se quatro vezes a indutância: as espiras criam o fluxo e ao mesmo tempo enlaçam-se com ele. Um núcleo de ferrite ou de aço acrescenta ainda um factor de milhares, mas só até à saturação — para além dela a indutância cai de novo para o valor de uma bobina vazia.
02 · Conversão
Introduza uma indutância — a ficha decompõe-na por unidades
As peças reais vivem em micro e milihenry. No sistema CGSM a indutância, tal como a capacidade no CGSE, tinha dimensão de comprimento: o abhenry chamava-se simplesmente centímetro. Daí o velho hábito de engenharia de falar de uma bobina em centímetros — não é o tamanho dela, é a sua indutância.
Em par com um condensador, a indutância fixa a frequência de um circuito ressonante — aquele mesmo que durante um século sintonizou os rádios numa estação. O que se rodava era o condensador: uma capacidade variável constrói-se mais facilmente do que uma indutância variável.
| Unidade | Nome | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|---|
| H | henry, unidade SI | 1 | henry, unidade SI |
| mH | milihenry | 1000 | milihenry |
| µH | microhenry | 1000000 | microhenry |
| nH | nanohenry | 1000000000 | nanohenry |
| pH | picohenry | 1000000000000 | picohenry |
| Wb/A | weber por ampere — exactamente a mesma coisa | 1 | weber por ampere — exactamente a mesma coisa |
| V·s/A | volt-segundo por ampere | 1 | volt-segundo por ampere |
| Ω·s | ohm-segundo: a notação de trabalho antes de o nome ser adoptado | 1 | ohm-segundo: a notação de trabalho antes de o nome ser adoptado |
| abH | abhenry, CGSM: também chamado centímetro de indutância | 1000000000 | abhenry, CGSM: também chamado centímetro de indutância |
| stH | stathenry, CGSE | 0 | stathenry, CGSE |
A segunda linha é a definição pelo weber: um henry é um weber por ampere. A terceira é a energia armazenada no campo do enrolamento.
03 · Ordens de grandeza
da pista do circuito ao armazém de energiamilihenry: enrolamentos de relé, transformadores de acoplamento
04 · Instrumentos de medição
Com que se mede a indutância
Aplica uma sinusóide e, pelo desfasamento, separa a parte reactiva da impedância da parte activa. O resultado depende da frequência e da corrente de polarização: uma bobina com ferrite não se mede da mesma forma a um quilohertz e a um megahertz, por isso indica-se o regime junto com o valor.
Equilibra uma indutância desconhecida contra um condensador padrão e resistências: a bobina não é comparada com outra bobina mas com uma capacidade, mais fácil de fabricar com exactidão. O método clássico de laboratório, com uma incerteza de centésimos de por cento.
Liga-se a bobina a um condensador conhecido e procura-se a frequência à qual o circuito soa. A indutância sai da fórmula de Thomson — o método mais acessível, basta um gerador e um osciloscópio, e é o único praticável para os nanohenry.
Um enrolamento de uma só camada sobre um cilindro de quartzo fundido, com as dimensões medidas ao micrómetro: a sua indutância calcula-se a partir da geometria e da constante magnética, sem ser medida de todo. Foi assim exactamente que a unidade ficou fixada antes da passagem aos padrões quânticos.
05 · Regras de escrita
H maiúsculo — e não «henrys»
O H maiúsculo designa a unidade, o h minúsculo a hora, que está fora do SI. O nome escreve-se em minúscula no texto corrente embora venha de um apelido. Um H ao lado de um L itálico na mesma fórmula não se confunde: a grandeza compõe-se inclinada, a unidade direita.
O símbolo da grandeza é um L itálico, o da unidade um H direito; o símbolo russo é Гн. O H maiúsculo já está ocupado nas fórmulas pela intensidade do campo magnético, por isso numa mesma linha distinguem-se pelo tipo: a grandeza inclina-se, a unidade mantém-se direita.
06 · Unidades vizinhas
O henry é o reverso do farad: uma grandeza resiste à mudança de corrente, a outra à mudança de tensão. Juntas fixam a frequência de um circuito; separadas alisam a ondulação — a bobina no caminho da corrente, o condensador atravessado.
A indutância mútua de dois enrolamentos denota-se M e mede-se nos mesmos henry. Num transformador é menor do que o produto das indutâncias próprias: a diferença é justamente a parte do fluxo que passou ao lado do segundo enrolamento.
fluxo por um único ampere
indutância
a grandeza gémea do circuito
De entre as fichas do Simetrium fazem fronteira com o henry weber e ampere da definição, farad como grandeza emparelhada do circuito sintonizado, ohm da constante de tempo e hertz, na qual se exprime a frequência de ressonância.
O henry fecha a família magnética: um weber dividido por um ampere. Com o ohm dá segundos, com o farad uma frequência de ressonância. Indutância e capacidade são espelhadas: uma resiste à mudança de corrente, a outra à mudança de tensão.
07 · Secção histórica
Uma descoberta publicada em segundo lugar
Joseph Henry enrolou um arco de ferro com fio isolado — o isolamento fazia-o de fitas de seda compradas do vestido da mulher — e obteve um íman que segurava uma tonelada. O professor primário de Albany veio a ser o primeiro secretário da Instituição Smithsonian.
Em 1832 Joseph Henry reparou numa faísca ao abrir um circuito com electroíman e compreendeu que a bobina induz em si própria uma tensão. Descreveu o fenómeno no caderno de laboratório antes de Faraday, mas publicou-o depois — e a primazia sobre a indução ficou para o inglês.
O Congresso Internacional de Electricistas em Chicago deu à unidade de indutância o nome de Henry — juntamente com várias outras unidades práticas. Estava morto havia quinze anos, e o nome coube ao homem que perdera a corrida da prioridade, mas não a estima dos colegas.
O primeiro nome da unidade de indutância foi o quadrante: dez milhões de metros, um quarto do meridiano terrestre. Foi substituído pelo henry no mesmo congresso que adoptou o ohm e o volt.
A nona Conferência Geral integrou o henry no sistema de unidades práticas juntamente com o weber e o tesla. O centímetro de indutância do sistema CGSM, igual a um nanohenry, ficou ainda duas décadas nos manuais.
Uma unidade que se calcula e não se mede
Até 2019 o henry realizava-se por cálculo. A constante magnética estava fixada exactamente, quatro pi vezes dez elevado a menos sete henry por metro, e a indutância de um enrolamento de uma só camada decorria apenas da sua geometria. Desde a redefinição a constante mede-se, e o padrão assenta agora no efeito Hall quântico.
A constante magnética µ₀ = 1,256 637·10⁻⁶ H/m é um henry por metro: a indutância do espaço vazio. Até 2019 era o número exacto 4π·10⁻⁷; hoje mede-se, e os últimos algarismos ainda se apuram.
Catálogo · unidades de medida
Uma ficha para cada grandeza
Sete unidades de base do SI, vinte e duas derivadas com nome próprio e as unidades fora do sistema sem as quais não passam nem a técnica nem o dia a dia. Cada uma tem a sua folha: definição, conversão, instrumentos, regras de escrita. Em 14 idiomas.
Unidades derivadas do SI com nome próprio
a ficha do henry está abertaUnidades de base do SI
em terracota — as quatro unidades de que se compõe o henryA indutância noutras notações
Idioma da ficha
14 línguas. O símbolo H é internacional, mas a escrita de um valor num esquema varia: 100µ, 100uH e 0,1mH significam o mesmo, e na tradução a ficha traz todos a uma forma comum.