Circuitos acoplados magnéticamente

18 de septiembre de 2012

Ing. Jesús Eduardo Hinojos Ramos

Inductancia mutua

Cuando dos inductores (bobinas) están en proximidadestrecha entre sí, el flujo magnético causado por lacorriente en una de ellas se relaciona con la otra, lo queinduce tensión en ésta última.

Este fenómeno se conoce como Inductancia Mutua yestá definido como:

La capacidad de un inductor para inducir un voltaje enun inductor cercano, su unidad es el Henry (H).

Como se define

Se tiene una bobina de N vueltas, cuando una corriente fluye a través de ella, se produce a su alrededor un flujo magnético.

Como se define

De acuerdo con la Ley de Faraday.

El voltaje inducido es proporcional al número de vueltas y a latasa de cambio del flujo magnético en el tiempo.

Como se define

Pero el cambio en el flujo se debe al cambio en la corriente,así que se reescribe la ecuación:

ó

Considerando 2 inductores

Considerando 2 inductores

Convención de los puntos

Si la corriente entra a la terminal marcada de una bobina, lapolaridad de referencia para el voltaje mutuo es positiva enla terminal marcada de la segunda bobina.

Si la corriente sale de la terminal marcada de una bobina, lapolaridad de referencia de el voltaje mutuo en la segundaes negativa en la terminal marcada de la segunda bobina.

Convención de los puntos

Conexiones en serie

Ejemplo

Ejemplo 2

Ejemplo 3

Último ejemplo

Energía almacenada en la bobina:

Energía almacenada y acoplamiento

Energía almacenada y acoplamiento

Coeficiente de acoplamiento

Acoplamiento

k indica la fracción de flujo que enlaza a un inductor con el otro

Si:K=1 Acoplamiento perfecto.K<.5 Acoplamiento holgado.K>.5 Acoplamiento estrecho.

K depende de la proximidad de las bobinas, elnúcleo, la orientación y el devanado.

Transformadores

Transformador Lineal

Se le llama así al transformador cuyas bobinas están devanadasen un material lineal magnéticamente, es decir, que supermeabilidad magnética sea constante.

Entre éstos materiales están: Aire, plástico, baquelita, madera,entre otros.

Impedancia reflejada.

Analizando por LVK el siguiente circuito

Obtenemos:

Impedancia reflejada.

Reescribimos la ecuación 1 en términos de I1

La impedancia de entrada es:

Éste término es la impedancia reflejada