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INFORME PREVIO N°8 ACOPLAMIENTO MAGNÉTICO

OBJETIVOS. Con la ayuda de los circuitos eléctricos estudiar la geometría del acoplamiento magnético en base a dos inductancias con núcleo magnético. Determinar la inductancia propia, inductancia mutua y polaridades relativas, utilizando un par de inductancias concéntricas de iguales características y acopladas magnéticamente.

2.- MARCO TEÓRICO.

Estudiar las expresiones matemáticas de inductancia propia, mutua y características de polaridad relativa asociadas a un par de inductancias.

2.1.1. Inductancia propia. Una corriente que fluye a través del inductor produce un flujo magnético

que forma trayectorias cerradas que pasan por las espiras, como se ve en el gráfico. Supóngase quela bobina tiene N vueltas y que el flujo que pasa a través de cada vuelta. En este caso el flujo total unido por las N vueltas de la bobina, denota por λ es Este flujo total de designa comúnmente como la relación de flujo. La unidad de flujo magnético es el Weber (Wb).En un inductor lineal la r elación de flujo es directamente proporcional a la corriente que fluye a través del dispositivo. Por consiguiente podemos escribir

Donde L, la constante de proporcionalidad es la inductancia de webers por ampere. La unidad de 1Wb/A se conoce como Henrio (H).El voltaje inducido es igual a la razón de cambio en el tiempo del flujo magnético total.

Conforme i aumenta, se desarrolla un voltaje en las terminales del inductor, cuya polaridad aparece en la gráfica .

2.2. Inducción Mutua: El flujo de acoplamiento depende de la separación y orientación de los ejes de las bobinas y de la permeabilidad magnética del medio de inducción.

Coeficiente

de Acoplo (k)

Es la fracción del flujo

2.2. Inducción Mutua: El flujo de acoplamiento depende de la separación y orientación de los ejes de las bobinas y de la permeabilidad magnética del medio de inducción.

Coeficiente de Acoplo (k)

Es la fracción del flujo total que abraza o acopla a las dos bobinas

Siendo la unidad el máximo valor de k. El coeficiente k puede expresarse también en función de las autoinducciones y el coeficiente de autoinducción M

 Al sustituir.

Para configuraciones en paralelo.

En Serie: Para sustituir una conexión en serie como la de la figura y obtener de este modo un coeficiente de acoplo equivalente, aplicamos los métodos antes estudiados en cuanto ala polaridad relativa.

Si dos bobinas en serie tienen una autoinducción equivalente L A con una conexión a favor y L B si es oposición, podemos determinar la inducción mutua M y por lo tanto K.

2.1.3. Características de polaridad relativa que se produce en un par de inductancias. Para analizar un circuito que contiene bobinas acopladas tenemos que saber que signos deben usarse, en la sección anterior vimos que debe emplearse el mismo para ambos términos de inductancia mutua en estas ecuaciones. La notación abreviada que utilizaremos para indicar que signo debe usarse se conoce como convención de puntos. Generalmente en un circuito estos puntos vienen indicados, caso contrario debemos colocarlos independientemente de las corrientes, para luego hacer el respectivo análisis ya con las corrientes. La convención de puntos nos indica que si la corriente ingresa por el punto, hace positivo al punto del otro inductor y si ingresa por el terminal sin punto hace positivo el terminal sin punto del otro inductor. A continuación se muestra en una forma más clara el empleo de estos puntos en los circuitos con acoplamiento magnético