La calculadora de voltaje de bobina es una herramienta que ayuda a determinar el voltaje a través de un inductor (bobina) tanto en condiciones dinámicas como de estado estable. Los inductores se utilizan ampliamente en circuitos eléctricos para almacenar energía, filtrar y administrar cambios de corriente. Esta calculadora simplifica el proceso de comprensión y cálculo del voltaje generado por una bobina en función de su inductancia, resistencia y cambio de corriente. Pertenece a la Categoría de herramientas de análisis de circuitos eléctricos., apoyando a ingenieros y técnicos en el diseño de sistemas eficientes y confiables.
Fórmula de la calculadora de voltaje de bobina
El voltaje a través de una bobina se puede calcular en dos estados primarios:
1. Estado dinámico (reactancia inductiva)
V = L * (dI/dt)
Lugar:
- V es el voltaje a través de la bobina (en voltios).
- L es la inductancia de la bobina (en henries).
- di/dt es la tasa de cambio de la corriente a través de la bobina (en amperios por segundo).
2. Estado estable (componente resistivo)
V = yo * R
Lugar:
- V es el voltaje a través de la bobina (en voltios).
- I es la corriente a través de la bobina (en amperios).
- R es la resistencia de la bobina (en ohmios).
Cálculos detallados para variables
Inductancia (L):
L = (μ₀ * μr * N² * A) / l
Lugar:
- μ₀ es la permeabilidad del espacio libre (4π × 10⁻⁷ H/m).
- micras es la permeabilidad relativa del material del núcleo.
- N es el número de vueltas de la bobina.
- A es el área de la sección transversal del núcleo (en metros cuadrados).
- l son los de largo de la bobina (en metros).
Resistencia (R):
R = (ρ * L_cable) / A_cable
Lugar:
- ρ es la resistividad del material de la bobina (en ohmios-metros).
- Cable L es la longitud total del cable (en metros).
- Un cable es el área de la sección transversal del cable (en metros cuadrados).
Tasa de cambio de corriente (dI/dt):
di/dt son los time Derivada de la corriente y se puede determinar a partir de datos experimentales o condiciones del circuito. Indica la rapidez con la que cambia la corriente a lo largo del tiempo.
Tabla precalculada para configuraciones de bobinas comunes
A continuación se muestra una tabla de referencia que muestra cálculos de voltaje típicos bajo varios parámetros de bobina:
| Inductancia (L) | Tasa de cambio actual (dI/dt) | Resistencia (R) | Voltaje (V) |
|---|---|---|---|
| 1 mH | 10 A/s | 0.5 Ω | 10.5 V |
| 2 mH | 20 A/s | 1.0 Ω | 41 V |
| 5 mH | 5 A/s | 2.0 Ω | 27 V |
| 10 mH | 50 A/s | 0.1 Ω | 501 V |
Esta tabla simplifica las estimaciones de voltaje para configuraciones inductivas estándar.
Ejemplo de calculadora de voltaje de bobina
Calculemos el voltaje a través de una bobina con los siguientes parámetros:
- Inductancia (L): 5mH = 0.005 H.
- Tasa de cambio de corriente (dI/dt): 15 A/s.
- Resistencia (R): 2 Ω.
- Actual (yo): 3 A.
Paso 1: Calcular el voltaje a partir de la reactancia inductiva
V_inductivo = L * (dI/dt)
V_inductivo = 0.005 * 15 = 0.075 V.
Paso 2: Calcular el voltaje a partir del componente resistivo
V_resistiva = I * R
V_resistiva = 3 * 2 = 6 V.
Paso 3: Calcular el voltaje total
Para una simple adición de estos componentes:
V_total = V_inductivo + V_resistivo
V_total = 0.075 + 6 ≈ 6.075 V.
Por lo tanto, el voltaje total a través de la bobina es aproximadamente Voltios 6.075.
Preguntas frecuentes más comunes
El voltaje de la bobina determina el comportamiento de los inductores en condiciones de CA y transitorias, lo que influye en el almacenamiento de energía, el filtrado y la protección en los circuitos.
Una mayor inductancia da como resultado un mayor voltaje para la misma tasa de cambio de corriente, lo que la hace fundamental en el diseño de sistemas donde los picos de voltaje necesitan control.
Sí, pero parámetros adicionales como frecuencia angular (ω) y las diferencias de fase deben tenerse en cuenta para obtener resultados precisos en sistemas de CA.