Construcción de una Bobina de Varias Capas con Núcleo de Aire

Proyecto: construcción de una bobina de varias capas con núcleo de aire

Programa Cálculo de una Bobina de varias capas con Núcleo de Aire en Excel

Ejemplo 1

Observe que Lt está en micro henrios, pero se puede convertir rápidamente en mili henrios.

Ejemplo 2

Ejemplo 3

Ejemplo 4

CAPACITANCIA

Introducción al condensador

El condensador o capacitor es un elemento pasivo capaz de almacenar y entregar cantidades finitas de energía en forma de campo eléctrico.

Físicamente consiste de dos superficies o placas paralelas conductoras sobre las cuales puede almacenarse carga. Las superficies están separadas por una delgada capa aislante que tiene una resistencia muy grande.

Si la resistencia puede considerarse infinita, entonces las cargas iguales y de signos opuestos colocadas en los placas nunca se recombinarán, por lo menos a través de ninguna trayectoria dentro del elemento.

Ahora se conecta una fuente de corriente a este capacitor ocasionando que una corriente de conducción (ic) fluya entrando a una de las placas y saliendo por la otra, tal que:

La carga no puede pasar al interior (dieléctrico) del capacitor, por lo cual se acumula en la placa.

Historia del condensador

El escocés Maxwell propone que una corriente de desplazamiento (id) está presente siempre que un campo eléctrico o voltaje esté cambiando con el tiempo.

Esta corriente interna de desplazamiento es igual a la corriente de conducción.

La permitividad Є es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio.

La permitividad del vacío es:

La permitividad de un material se da normalmente en relación con la del vacío, denominándose permitividad relativa, (también llamada constante dieléctrica en algunos casos). La permitividad absoluta se calcula multiplicando la permitividad relativa por la del vacío.

Cuando entre los conductores cargados o placas que forman el condensador se inserta un material dieléctrico diferente del aire (cuya permitividad es prácticamente la del vacío), la capacidad de almacenamiento de la carga del capacitor aumenta.

Símbolo, ecuación y unidad del condensador

Interpretación gráfica de la ecuación del condensador

Efecto de una subida y caída más rápida de voltaje en un condensador

Análisis de la ecuación y estudio del condensador

La corriente es proporcional a la rapidez de cambio del voltaje con respecto al tiempo.
La derivada de una constante es cero. Si el voltaje aplicado a un condensador es constante (corriente continua) entonces la corriente es cero, independiente de la magnitud del voltaje.
El condensador se comporta como un circuito abierto en corriente continua.
Un cambio brusco (súbito, abrupto o discontinuo) en el voltaje del condensador (de un valor finito a otro valor finito, por ejemplo de 0 a 1) corresponde a una rapidez de cambio (dv/dt) INFINITA en el voltaje del condensador.
Un cambio brusco en el voltaje del condensador está asociado con una corriente infinita (corriente impulsiva). Un cambio abrupto en el voltaje causará picosde corriente infinita. Se requieren picos de corriente infinitos para producircambios bruscos del voltaje. Si se desea producir un cambio brusco en el voltaje de un condensador se debe aplicar una corriente infinita.
Una corriente infinita no hace parte del mundo real.
Un cambio brusco en el voltaje de un condensador requiere un cambio brusco en la energía almacenada.
Un cambio abrupto en la energía almacenada requiere una potencia infinita en ese instante.
Una potencia infinita no hace parte del mundo real.
Para evitar corrientes y potencias infinitas, el voltaje en el condensador nunca puede cambiar bruscamente de un valor a otro.
Si se intenta abrir o poner en circuito abierto (desconectar) un condensador sobre el cual hay aplicado un voltaje (provocar un cambio abrupto en el voltaje, por ejemplo de 1 a 0) puede aparecer un arco (potencia infinita) en el interruptor. La energía almacenada en el condensador se disipa al ionizar el aire que hay en la trayectoria del arco.
Una disminución de los intervalos producirá una magnitud de corriente proporcionalmente mayor, pero solo dentro del intervalo donde el voltaje aumenta o disminuye.
Una disminución de los intervalos no afecta la energía almacenada en el inductor.
La energía se almacena en el campo eléctrico del condensador.
Siempre que el voltaje sea variable en el tiempo (no sea cero o constante), habrá energía almacenada en el condensador.
Un condensador real tiene una resistencia asociada a él. Entonces la energía ya no se podrá almacenar y recuperar sin pérdidas.
Se asocia un resistor de una resistencia muy alta en paralelo con el condensador para representar la resistencia del dieléctrico del condensador.
La energía convertida en calor por el resistor en paralelo se representa en porcentaje respecto a la energía máxima almacenada en el condensador.