Describir:
Inductor en serie
Cuando los inductores están conectados en serie, la inductancia equivalente es relativamente mayor que la inductancia individual de cada inductor. Dado que en la configuración en serie, el voltaje en cada uno de los inductores será diferente, mientras que la corriente será la misma en cada inductor para leer más sobre cómo conectar inductores en serie. lea esta guía.
A continuación se muestra un circuito simple en el que los inductores están conectados en serie:
Como se mencionó anteriormente, la corriente es la misma en la serie, por lo que podemos decir que:
Ahora, para calcular el voltaje en cada inductor, podemos usar la siguiente ecuación:
Entonces, para calcular el voltaje total, sume el voltaje en cada inductor:
Ahora, la ecuación para calcular el voltaje se puede escribir como:
Ahora podemos simplificar aún más la ecuación para encontrar la fórmula para calcular la inductancia equivalente:
Ahora la ecuación de la fórmula equivalente se puede escribir como:
Ejemplo: cálculo de la inductancia equivalente de inductores en serie
Considere tres inductores conectados en una combinación en serie que tiene una inductancia de 80 mH, 75 mH y 96 mH. Encuentre la inductancia equivalente de los inductores conectados en serie.
Encontrar la inductancia equivalente usando:
Inductores acoplados magnéticos en serie
Cuando el campo magnético de un inductor se vincula con el campo magnético del otro inductor en una combinación en serie, esto a menudo se denomina acoplamiento magnético o inductancia mutua entre los dos inductores. Entonces, en ese caso, se debe considerar la inductancia mutua al calcular la inductancia equivalente del circuito. Además, los inductores mutuamente acoplados se clasifican en dos configuraciones y son:
- Inductores auxiliares acoplados acumulativamente o en serie
- Inductores acoplados diferencialmente o en serie opuesta
Inductores auxiliares en serie o acoplados acumulativamente
Cuando la dirección de la corriente que pasa a través de ambos inductores combinados en serie mutuamente acoplados es la misma, significa que hay inductores auxiliares:
Por lo general, para representar esta configuración se utiliza una convención de puntos y, para facilitar la configuración, los puntos están en los mismos lados de los inductores en serie:
Aquí, M es la inductancia mutua entre las dos bobinas, por lo que para calcular la inductancia equivalente de una combinación de inductores en serie es necesario considerar la inductancia mutua. La FEM de los inductores se puede calcular como:
Ahora la FEM total para la bobina será:
Poniendo los valores de EMF para cada bobina obtenemos:
Simplificando aún más la ecuación, obtenemos lo siguiente:
Entonces ahora la ecuación para la inductancia equivalente será:
Aquí, 2M es la inductancia mutua entre las bobinas del circuito, que es el efecto que ambas bobinas tienen entre sí.
Ejemplo 1: cálculo de la inductancia equivalente de inductores asistidos en serie
Dos inductores que tienen una inductancia de 50 mH y 30 mH están conectados en serie, la inductancia mutua entre los dos es 5 mH cuando la dirección de la corriente es la misma para ambas bobinas.
Para calcular la inductancia equivalente, a continuación se muestra la ecuación:
Ahora colocando los valores obtenemos:
Ejemplo 2: Cálculo de la inductancia mutua de inductores asistidos en serie
Si la inductancia de dos bobinas conectadas en una configuración en serie es de 40 mH y 80 mH y la inductancia equivalente es de 150 mH. Se desconoce el valor de la inductancia mutua, por lo que si los inductores en serie ayudan (corriente en la misma dirección), entonces:
Ahora colocando los valores en la ecuación anterior, obtenemos:
La inductancia mutua entre las dos bobinas es de 15 mH.
Inductores acoplados diferencialmente o en serie opuesta
Cuando la corriente que pasa por la bobina es la misma pero la dirección de la corriente en ambas bobinas es opuesta, entonces se dice que los inductores son opuestos:
Generalmente, para representar esta configuración se utiliza una convención de puntos y para la configuración opuesta, los puntos están en los lados opuestos de los inductores en serie:
Aquí, M es la inductancia mutua entre las dos bobinas, por lo que para calcular la inductancia equivalente de una combinación de inductores en serie es necesario considerar la inductancia mutua. La FEM de los inductores se puede calcular como:
Ahora la FEM total para la bobina será:
Poniendo los valores de EMF para cada bobina obtenemos:
Simplificando aún más la ecuación, obtenemos lo siguiente:
Entonces ahora la ecuación para la inductancia equivalente será:
Aquí, 2M es la inductancia mutua entre las bobinas del circuito y es el efecto que las bobinas tienen entre sí.
Ejemplo 1: cálculo de la inductancia equivalente de inductores en serie opuesta
Los dos inductores conectados en serie tienen una inductancia de 20 mH y 60 mH tienen una inductancia mutua de 10 mH. Para calcular la inductancia equivalente, a continuación se muestra la ecuación:
Ahora colocando los valores de la inductancia y la inductancia mutua.
Ejemplo 2: cálculo de la inductancia mutua de inductores en serie opuesta
Si la inductancia de dos bobinas conectadas en una configuración en serie es de 50 mH y 60 mH y la inductancia equivalente es de 100 mH. Se desconoce el valor de la inductancia mutua, por lo que si los inductores en serie son opuestos, entonces:
Ahora colocando los valores en la ecuación anterior, obtenemos:
La inductancia mutua entre las dos bobinas es de 5 mH.
Conclusión
En combinación en serie, los inductores tienen una inductancia equivalente mayor que la inductancia individual en el circuito. Además, la configuración en serie se divide a su vez en dos configuraciones, una es cuando ambas tienen la misma dirección de corriente y la otra es cuando la dirección de la corriente es opuesta. Para calcular la inductancia equivalente en serie, simplemente sume todas las inductancias individuales.
Para indicadores mutuamente acoplados, sume la inductancia individual y sume o reste el doble de la inductancia mutua, según la dirección de la corriente.