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• Ricardo Herrera

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Voltaje inducido en una bobina Considere la bobina de la Figura 1

Figura 1 Un voltaje es inducido en una bobina cuando enlaza un flujo variable

la cual rodea (o enlaza) un flujo variable F. El flujo alterna sinusoidalmente a una frecuencia f y alcanza periódicamente valores pico positivos y negativos máx. El flujo alternante induce un voltaje de ca sinusoidal en la bobina, cuyo valor efectivo está dado por (1) donde E = voltaje eficaz inducido [V] f = frecuencia del flujo [Hz] N = número de vueltas en la bobina

Ømáx = valor pico del flujo [Wb] 4.44 = una constante [valor exacto = 2 /√2] No importa dónde se genere el flujo de ca: puede ser creado por un imán móvil, una bobina de ca cercana o incluso por una corriente alterna que fluye en la bobina misma.

Figura 2 Un flujo senoidal induce un voltaje senoidal

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La ecuación 1 se obtiene de la ecuación de la ley de Faraday e = N ∆Φ/∆t, en la que ∆Φ/∆t es la velocidad de cambio del flujo y e es el voltaje inducido instantáneo. Por lo tanto, en la figura 9.1b, cuando el flujo se incrementa con el tiempo, la velocidad de cambio ∆Φ/∆t es mayor que cero, por lo que el voltaje es positivo. A la inversa, cuando el flujo disminuye con el tiempo, la velocidad de cambio ∆Φ/∆t es menor que cero; por consiguiente, el voltaje es negativo. Por último, cuando el flujo no aumenta ni disminuye (incluso durante un microsegundo), la velocidad de cambio ∆Φ/∆t es cero, por lo que el voltaje es cero. También surge esta pregunta: ¿Por qué utilizamos el flujo pico Φmáx en lugar del valor RMS? La razón es que el flujo pico es proporcional a la densidad de flujo pico Bmáx, la cual, en núcleos de hierro, determina el nivel de saturación. Ejemplo La bobina mostrada en la Figura 1 posee 4000 vueltas y enlaza un flujo de ca con un valor pico de 2 mWb. Si la frecuencia es de 60 Hz, calcule el valor eficaz y la frecuencia del voltaje inducido E. Solución

El voltaje inducido tiene un valor eficaz o RMS de 2131 V y una frecuencia de 60 Hz. El voltaje pico es de 2131 √2 = 3014 V.

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