Inductancia mutua

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6.5 INDUCTANCIA MUTUA

Inductancia.- Llamaremos inductancia al campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través de una bobina de hilo conductor enrrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rápidas o lentas. Al utilizar un inductor con un condensador, la tensión del inductor alcanza su valor máximo auna frecuencia dependiente de la capacitancia y de la inductancia.
INTRODUCCIÓN
La inductancia mutua es un fenómeno básico para la operación del transformador, un dispositivo eléctrico que se usa actualmente en casi todos los campos de la ingeniería eléctrica.  Este dispositivo es una parte integral en los sistemas de distribución de potencia y se encuentra en muchos circuitos electrónicos einstrumentos de medición.  En el trabajo que a continuación analizaremos tres de las aplicaciones básicas de un transformador: aumentar o disminuir el voltaje o la corriente, funcionar como un dispositivo que iguale la impedancia y aislar (sin conexión física) una parte de un circuito de otra..
LA INDUCTANCIA MUTUA
El transformador está formado por dos bobinas colocadas de modo que el flujocambiante que desarrolla una enlace a la otra, como se aprecia en la figura.
[pic]
Esto producirá un voltaje inducido a través de cada bobina. Para diferenciar las bobinas, aplicaremos la convención de los transformadores de que:
La bobina a la que se aplica la fuente de alimentación se denomina el primario y la bobina a la que se aplica la carga se conoce como elsecundario.

Para el primario del transformador de la figura  la aplicación de la Ley de Faraday  tendrá como resultado:

[pic]

Lo que pone de manifiesto que el voltaje inducido a través dell primario es directamente proporcional al número de vueltas en el primario y a la velocidad de cambio del flujo magnético que enlaza la bobina primaria. O a partir de la ecuación:[pic]

Lo cual revela que el voltaje inducido a través del primario es directamente proporcional a la inductancia del primario y a la velocidad de cambio de la corriente a través del devanado primario.

La magnitud de es, el voltaje inducido a través del secundario, se determina mediante
[pic]

En donde Ns es el número de vueltas en el devanado secundario y Om es laparte del flujo primario tetap que enlazar el devanado del secundario.  Si todo el flujo del primario enlaza el secundario, en tal caso:

El coeficiente de acoplamiento entre dos bobinas se determina mediante

[pic]

Debido a que el nivel máximo de «1>m es «1>p, el coeficiente de acoplamiento entre dos bobinas nunca puede ser mayor que l.

[pic][pic]

Elcoeficiente de acoplamiento entre varias bobinas aparece en la figura. Observe que, para el núcleo de hierro, k se aproxima a 1, mientras que para el núcleo de aire, k es considerablemente menor. Se dice que las bobinas con bajos coeficientes de acoplamiento tienen un acoplamiento débil.

Para el secundario, tenemos.
[pic]

La inductancia mutua entre las dos bobinas de la figura  sedetermina mediante

[pic]

Observe en las ecuaciones anteriores que el símbolo para la inductancia mutua es la letra M, y que su unidad de medida, al igual que para la autoinductancia, es el Henry. En forma textual, las ecuaciones  plantean que

La inductancia mutua entre dos bobinas es proporcional al cambio instantáneo en el flujo que enlaza a una bobina producido por un cambioinstantáneo en la corriente a través de la otra bobina.

En términos de la inductancia de cada bobina y el coeficiente de acoplamiento, la inductancia mutua se determina mediante:

[pic]

Entre más grande es el coeficiente de acoplamiento (enlaces de flujo más grandes), o entre más grande es la inductancia de cualquier bobina, m4s alta es la inductancia mutua entre las...
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