Inductancia mutua

Inductancia mutua

En el tutorial anterior vimos que un inductor genera una fem inducida dentro de sí mismo como resultado del cambio del campo magnético alrededor de sus propios giros. Cuando esta fem se induce en el mismo circuito en el que la corriente está cambiando, este efecto se llama autoinducción, (L).

Sin embargo, cuando la fem se induce en una bobina adyacente situada dentro del mismo campo magnético, se dice que la fem se induce magnéticamente, inductivamente o por inducción mutua, símbolo (M). Luego, cuando dos o más bobinas están unidas magnéticamente por un flujo magnético común, se dice que tienen la propiedad de la inductancia mutua.

La inductancia mutua es el principio operativo básico del transformador, motores, generadores y cualquier otro componente eléctrico que interactúa con otro campo magnético. Entonces podemos definir la inducción mutua como la corriente que fluye en una bobina que induce un voltaje en una bobina adyacente.

Pero la inductancia mutua también puede ser algo malo, ya que la inductancia "perdida" o de "fuga" de una bobina puede interferir con el funcionamiento de otro componente adyacente por medio de la inducción electromagnética, por lo que puede ser necesaria alguna forma de apantallamiento eléctrico a un potencial de tierra.

La cantidad de inductancia mutua que une una bobina a otra depende mucho del posicionamiento relativo de las dos bobinas. Si una bobina se coloca al lado de la otra bobina de modo que su distancia física sea pequeña, entonces casi todo el flujo magnético generado por la primera bobina interactuará con las vueltas de la bobina de la segunda bobina induciendo una fem relativamente grande y, por lo tanto, produciendo un Gran valor de inductancia mutua.

Del mismo modo, si las dos bobinas están más separadas entre sí o en ángulos diferentes, la cantidad de flujo magnético inducido desde la primera bobina hacia la segunda será más débil, produciendo una fem inducida mucho más pequeña y, por lo tanto, un valor de inductancia mutua mucho más pequeño. Por lo tanto, el efecto de la inductancia mutua depende mucho de las posiciones relativas o el espaciamiento (S) de las dos bobinas y esto se demuestra a continuación.

Inductancia mutua entre bobinas

La inductancia mutua que existe entre las dos bobinas se puede aumentar enormemente colocándolas en un núcleo de hierro blando común o aumentando el número de vueltas de cualquiera de las bobinas como se encontraría en un transformador.

Si las dos bobinas están firmemente enrolladas una encima de la otra sobre un núcleo común de hierro blando, se dice que existe un acoplamiento entre ellas, ya que cualquier pérdida debido a la fuga de flujo será extremadamente pequeña. Luego, suponiendo un enlace de flujo perfecto entre las dos bobinas, se puede dar la inductancia mutua que existe entre ellas.

· Dónde:

· Μo es la permeabilidad del espacio libre (4.π.10-7)

· Μr es la permeabilidad relativa del núcleo de hierro blando

· N está en el número de vueltas de la bobina

· A está en el área de la sección transversal en m2

· ℓ es la longitud de las bobinas en metros

Inducción mutua

Aquí, la corriente que fluye en la bobina uno, L1 establece un campo magnético a su alrededor con algunas de estas líneas de campo magnético que pasan a través de la bobina dos, L2 nos da inductancia mutua. La bobina uno tiene una corriente de vueltas I1 y N1 mientras que la bobina dos tiene vueltas N2. Por lo tanto, la inductancia mutua, M12 de la bobina dos que existe con respecto a la bobina uno depende de su posición entre sí y se da como:

Del mismo modo, el flujo que une la bobina uno, L1 cuando una corriente fluye alrededor de la bobina dos, L2 es exactamente el mismo que el flujo que une la bobina dos cuando la misma corriente fluye alrededor de la bobina uno arriba, luego la inductancia mutua de la bobina uno con respecto a la bobina dos se define como M21. Esta inductancia mutua es verdadera independientemente del tamaño, número de vueltas, posición relativa u orientación de las dos bobinas. Debido a esto, podemos escribir la inductancia mutua entre las dos bobinas como: M12 = M21 = M.

Entonces podemos ver que la auto inductancia caracteriza a un inductor como un elemento de circuito único, mientras que la inductancia mutua significa alguna forma de acoplamiento magnético entre dos inductores o bobinas, dependiendo de su distancia y disposición, y esperamos recordar de nuestros tutoriales en electroimanes que La inductancia de cada bobina individual se da como:

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