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Inductancia de bobinas y alambre recto

Inductancia de bobinas y alambre recto

Aunque las bobinas normalmente vienen a la mente cuando se piensa en inductancia, un cable recto también tiene inductancia asociada.

Para la mayoría de las aplicaciones de baja frecuencia y longitudes de cable normales, esta inductancia se puede ignorar, pero a medida que aumentan las frecuencias, la inductancia de los cables puede volverse muy significativa.

La inductancia se puede calcular tanto para un cable recto como para bobinas, aunque puede ser más difícil calcular la inductancia de una columna, ya que hay muchas variables involucradas, incluidas las dimensiones, constantes y similares.

La ventaja de utilizar una bobina donde se requiere inductancia es que proporciona un nivel mucho más alto de inductancia dentro de un volumen dado, ya que existe una interacción magnética entre las diferentes espiras de la bobina.

Calcular la inductancia

En general, es posible calcular la inductancia a partir del conocimiento de las ecuaciones de Maxwell. Sin embargo, las matemáticas involucradas pueden no ser siempre fáciles. Además de estas señales de alta frecuencia, es necesario tener en cuenta aspectos como el efecto de piel, ya que afecta a cuestiones como las densidades de corriente superficial y el campo magnético, que pueden implicar el uso de la ecuación de Laplace.

En consecuencia, es posible aplicar algunas simplificaciones realistas para proporcionar cálculos y ecuaciones más utilizables para determinar la inductancia.

Por ejemplo, a menudo se puede suponer que cuando se utilizan cables "delgados", la distribución de corriente a través del cable será constante a lo largo del diámetro del cable, y esto por sí solo permite simplificaciones considerables en el cálculo de la inductancia de un cable.

Inductancia de un solo alambre recto

Para la mayoría de las aplicaciones, se ignora la inductancia de un cable recto. La inductancia es muy baja y para la mayoría de las aplicaciones es demasiado pequeña para tener un efecto significativo en el circuito.

Sin embargo, a medida que las frecuencias suben a la región de las microondas, incluso la inductancia de tramos cortos de cable puede tener un efecto significativo.

Aunque el cálculo de la inductancia de una longitud de cable puede parecer un cálculo simple, no es tan simple como podría parecer a primera vista. El flujo de una longitud de cable interactuará con el flujo de otros cables, o incluso con la longitud del conductor que está conectado a la longitud considerada.

Es posible calcular la inductancia teórica de la inductancia interna más externa de un tramo recto de cable a bajas frecuencias.

Lcorriente continua = 2l(Iniciar sesiónmi(2lr)-0.75)

Dónde:
Lcorriente continua = inductancia de baja frecuencia en nanohenries
l = longitud del cable en cm
r = radio del alambre en cm

Este cálculo asume que el radio del cable es mucho menor que la longitud.

Para altas frecuencias, el efecto piel significa que la inductancia interna tiende a cero y la fórmula general de inductancia de alta frecuencia se convierte en:

Lcorriente continua = 2l(Iniciar sesiónmi(2lr)-1.0)

En vista de todas las interacciones dentro de un circuito, estas fórmulas solo dan un valor aproximado de la inductancia. Dan una muy buena indicación de la magnitud, pero no pueden tener en cuenta todos los efectos del circuito y el par de flujo magnético externo, etc.

Ver el vídeo: Cálculo de la Inductancia con el voltaje y la corriente (Octubre 2020).