Primer Avance Carga Inal Mbrica Por Bobinas En Resonancia
Páginas: 10 (2299 palabras)
Publicado: 26 de marzo de 2015
Carga Inalámbrica Por Bobinas en Resonancia
Ramírez Julián y. Martínez Wilson
Pontificia Universidad Javeriana
RESUMEN
En este avance previo a la exposición pretende cubrir con detalle suficiente para poder dar a entender la física de una bobina, y a consecuencia el fenómeno de inductancia y todos sus efectos directos, como base para poder explicar la técnica de carga inductiva por resonanciapara dispositivos electrónicos, que no se cubrirá en este avance. Se cubrirá la explicación física de estos temas y a su vez sus ecuaciones matemáticas que las representan.
PALABRAS CLAVE
Bobinas, Carga Inalámbrica, Inductancia, Resonancia.
El estudio del electromagnetismo no fue no fue considerado como tal hasta 1820, ya que antes la electricidad y el magnetismo se consideraban como fenómenossin relación alguna, Fueron por estos tiempos que se hicieron grandes avances en el campo siendo Orsted quien supuso y luego demostró la relación de la electricidad y el magnetismo, en donde situaba una brújula cerca de un cable y esta se veía afectada por la corriente a través del cable. Se tenía la intuición que de alguna manera el magnetismo podía crear un campo eléctrico y por defecto unacorriente, fue Faraday quien finalmente descubrió esta relación, el campo eléctrico generado produce un cambio en el campo magnético.
Teniendo un campo eléctrico podemos asimilarlo como una fuente en un circuito, si este se encuentra en el lugar del fenómeno ocurrido.
Las bobinas o inductores son un componente que se espera que generen un campo magnético mediante el paso de una corriente siendo unaprueba clara de la relación existente entre el campo eléctrico y el campo magnético, en este artículo buscamos dar a entender cómo es que este componente funciona.
Bobina o Inductor
Figura 1 Bobinas (Inductores) Tomada de [1]
La bobina o inductor compuesto de generalmente un alambre de cobre esmaltado para disminuir las fugas de corriente y un núcleo ya sea de aire o de hierro para mejorar suscondiciones magnéticas funcionan de la siguiente manera.
Para explicar esto le daremos a las características de la bobina ciertos nombres
L será la longitud de la bobina.
N será el número de espiras de la bobina.
S será su sección.
I(t) será la corriente que circula en la bobina.
Ahora bien por ley de Biot-Savart, relación entre la Inducción magnética B(t) y la corriente en la bobina, obtenemosque el flujo magnético viene dado por:
(1)
(2)
(3)
Ahora si el flujo varía con el tiempo obtenemos que se forma una fuerza electromotriz f.e.m que se opone a la corriente esta viene dada por la siguiente ecuación:
(4)
A la expresión: se le conoce como coeficiente de autoinducción y este se mide en Henrios.
Ahora bien, vamos a ver cómo se comportan las bobinas en larealidad y como se espera que se deberían comportar, tanto en una corriente DC como en una corriente AC.
En corriente continua DC
Idealmente una bobina debería comportarse como un cortocircuito done la corriente debería ser constante, sin embargo la bobina real se comporta como una resistencia de valor Rl, por lo cual podemos decir que una bobina en realidad se comporta como un circuito RL idealtal como muestra la siguiente figura.
Figura 2. Circuitos equivalente a las Bobinas reales. Tomada de [1]
En corriente alterna AC.
En el caso de una corriente AC con V (t) senoidal cuyo valor absoluto será igual a la fuerza electromotriz nombrada anteriormente, tendrá un I(t) senoidal, la fuerza electromotriz e(t) se opondrá a la corriente tal como se demuestra en la figura 3
Figura 3. Graficadonde apreciamos el voltaje, corriente y fuerza electromotriz en un Circuito AC. Tomada de [1]
Como vemos la corriente se encuentra atrasada con respecto al voltaje.
Es por esto que podemos decir bajo unos cálculos de ondas, no mostrados en esta introducción, que una bobina ideal en un circuito AC es una magnitud compleja sin parte real y parte imaginaria positiva.
La bobina real debería de...
Ramírez Julián y. Martínez Wilson
Pontificia Universidad Javeriana
RESUMEN
En este avance previo a la exposición pretende cubrir con detalle suficiente para poder dar a entender la física de una bobina, y a consecuencia el fenómeno de inductancia y todos sus efectos directos, como base para poder explicar la técnica de carga inductiva por resonanciapara dispositivos electrónicos, que no se cubrirá en este avance. Se cubrirá la explicación física de estos temas y a su vez sus ecuaciones matemáticas que las representan.
PALABRAS CLAVE
Bobinas, Carga Inalámbrica, Inductancia, Resonancia.
El estudio del electromagnetismo no fue no fue considerado como tal hasta 1820, ya que antes la electricidad y el magnetismo se consideraban como fenómenossin relación alguna, Fueron por estos tiempos que se hicieron grandes avances en el campo siendo Orsted quien supuso y luego demostró la relación de la electricidad y el magnetismo, en donde situaba una brújula cerca de un cable y esta se veía afectada por la corriente a través del cable. Se tenía la intuición que de alguna manera el magnetismo podía crear un campo eléctrico y por defecto unacorriente, fue Faraday quien finalmente descubrió esta relación, el campo eléctrico generado produce un cambio en el campo magnético.
Teniendo un campo eléctrico podemos asimilarlo como una fuente en un circuito, si este se encuentra en el lugar del fenómeno ocurrido.
Las bobinas o inductores son un componente que se espera que generen un campo magnético mediante el paso de una corriente siendo unaprueba clara de la relación existente entre el campo eléctrico y el campo magnético, en este artículo buscamos dar a entender cómo es que este componente funciona.
Bobina o Inductor
Figura 1 Bobinas (Inductores) Tomada de [1]
La bobina o inductor compuesto de generalmente un alambre de cobre esmaltado para disminuir las fugas de corriente y un núcleo ya sea de aire o de hierro para mejorar suscondiciones magnéticas funcionan de la siguiente manera.
Para explicar esto le daremos a las características de la bobina ciertos nombres
L será la longitud de la bobina.
N será el número de espiras de la bobina.
S será su sección.
I(t) será la corriente que circula en la bobina.
Ahora bien por ley de Biot-Savart, relación entre la Inducción magnética B(t) y la corriente en la bobina, obtenemosque el flujo magnético viene dado por:
(1)
(2)
(3)
Ahora si el flujo varía con el tiempo obtenemos que se forma una fuerza electromotriz f.e.m que se opone a la corriente esta viene dada por la siguiente ecuación:
(4)
A la expresión: se le conoce como coeficiente de autoinducción y este se mide en Henrios.
Ahora bien, vamos a ver cómo se comportan las bobinas en larealidad y como se espera que se deberían comportar, tanto en una corriente DC como en una corriente AC.
En corriente continua DC
Idealmente una bobina debería comportarse como un cortocircuito done la corriente debería ser constante, sin embargo la bobina real se comporta como una resistencia de valor Rl, por lo cual podemos decir que una bobina en realidad se comporta como un circuito RL idealtal como muestra la siguiente figura.
Figura 2. Circuitos equivalente a las Bobinas reales. Tomada de [1]
En corriente alterna AC.
En el caso de una corriente AC con V (t) senoidal cuyo valor absoluto será igual a la fuerza electromotriz nombrada anteriormente, tendrá un I(t) senoidal, la fuerza electromotriz e(t) se opondrá a la corriente tal como se demuestra en la figura 3
Figura 3. Graficadonde apreciamos el voltaje, corriente y fuerza electromotriz en un Circuito AC. Tomada de [1]
Como vemos la corriente se encuentra atrasada con respecto al voltaje.
Es por esto que podemos decir bajo unos cálculos de ondas, no mostrados en esta introducción, que una bobina ideal en un circuito AC es una magnitud compleja sin parte real y parte imaginaria positiva.
La bobina real debería de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.