Inductancia mutua y autoinductancia
Inducción mutua
Imagina dos bobinas muy cercanas entre sí, una de ellas conectada a un generador con corriente, I1, y campo magnético variable en el tiempo B1(t).
Parte de sus líneas de campo atraviesan la superficie de la otra bobina, generando un flujo magnético ϕm2 proporcional a B1(t).
Dada esta situación, se denomina inductancia mutua (M12) de las bobinas a la constante:
M12=I1ϕm2
Por lo tanto, la ley de Faraday adaptada a la inductancia mutua es:
ε2=−M12dtdI1
Autoinducción
La autoinducción se produce cuando una corriente variable de un circuito induce una fuerza electromotriz (fem) en el mismo circuito.
La autoinductancia o coeficiente de autoinducción (L) de una bobina en un circuito es una constante, definida como:
L=Iϕm
A su vez, la fem inducida se escribe como:
ε=−LdtdI
Recuerda que: La inductancia mutua y la autoinductancia se miden en henry (H)
Energía mecánica almacenada por un inductor
Sabiendo que un inductor es una bobina o solenoide de muchas vueltas que está provisto de un núcleo ferromagnético.
La energía magnética acumulada por el inductor (U) se escribe como:
U=21 LI2
Ejemplo
Por un circuito pasa una corriente de 30 A. Al abrir dicho circuito se genera en él una fuerza electromotriz de 70 V. Determina el coeficiente de autoinducción sabiendo que se tardan 0,003 s en abrir el circuito
Datos
| Planteamiento
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ε=70 V | Al abrir el circuito, este pasa a tener una corriente nula. Sustituyendo: |
I=30 A | ε=−L dtdI=−L ΔtΔI⟹L=−ε ΔIΔt=−70 303⋅10−3=−7⋅10−3 H |
t=3⋅10−3 s |
|
Solución:
La autoinductancia del circuito tiene un valor de −7⋅10−3 H