Inductancia de una bobina

El campo magnético creado por una bobina depende linealmente de la corriente aplicada. Cuando se incrementa esta corriente, el flujo aumenta y viceversa.

Como resultado se genera entre los terminales de la bobina un voltaje que se opone a la variación del flujo. La capacidad de una bobina, para oponerse a ese cambio, se denomina auto inductancia y es una característica intrínseca del dispositivo.

La inductancia se representa por el símbolo L y su unidad es el Henrio.

La inductancia de una bobina depende principalmente de sus características geométricas, él numero de vueltas o espiras de alambre que constituyen el devanado y del material del núcleo sobre el cual se realiza el embobinado de la misma.

Teóricamente, la inductancia de una bobina helicoidal larga, de sección transversal arbitraria y de espiras muy juntas, se puede calcular.

- n: es la cantidad de espiras (vueltas de alambre)

- d: es el diámetro de la bobina en centímetros

- l: es la longitud del arrollado en centímetros

- L: Inductancia en microHenrios

L (uH) = 0.394 [(d²) (n²) / (18 d + 40 l)]

Para calcular el número de espiras necesarias en una bobina de una sola capa para obtener una determinada inductancia:

n= raíz cuadrada de [ L(18.d +40.l)] / 0.627d

También podemos recurrir a la fórmula de Harold A. Wheeler, con buena precisión para construir patrones de referencia útiles.

0,001 n² D²

L[uH] = ----------------

l + 0,45 D

n = número de espiras, D = diámetro de la bobina en mm, l = longitud del bobinado en mm.

La precisión alcanza el 1% para bobinas cuya relación l/D sea mayor que 0,4. El diámetro de la bobina se mide entre centros del alambre.

Ejemplo:

El handbook de la ARRL indica para una bobina de carga destinada a una antena móvil de 40 m, una inductancia L = 20 uH. Sugiere que esta inductancia puede obtenerse mediante 22 espiras de alambre Nº 12 bobinadas sobre una forma de 2 1/2 pulgadas de diámetro con una longitud de 2 3/4 pulgadas.

Convertimos las dimensiones a mm:

1. Diámetro 2 1/2" = 63,5 mm

2. Longitud 2 3/4" = 69,85 mm

Escribimos la fórmula:

0,001 x 22² x 63,5²

L[uH] = ---------------------- = 19,83 uH

69,85 + 0,45 x 63,5

Vemos que el resultado es muy aproximado al dado por el manual

Se puede calcular ON LINE la inductancia de una bobina en http://deepfriedneon.com/tesla_f_calchelix.html y en http://ekalk.eu/l_es.html

Teniendo en cuenta el diámetro de la forma, la separación entre espiras, diámetro del hilo, y número de espiras.

Calculo de la inductancia de la bobina a partir de la frecuencia de resonancia:

f = frecuencia en hertz - Hz

L = inductancia en henrios

C = Capacidad en faradios

π = 3,1416

Despejamos

L = 1 / 4π²f²C

Para medir la inductancia de una bobina podemos recurrir a un analizador de antenas como los MFJ. Para ello, partiremos de conocer la frecuencia de resonancia de ella, como se muestra en el vídeo siguiente:

Primero construiremos una espira que conectaremos a la salida de antena del analizador.

Partiremos de la conexión de un condensador con valor conocido en picofaradios para construir un circuito LC,

A continuación, comprobamos la frecuencia de resonancia como se muestra en el vídeo.Una vez conocida la frecuencia de resonancia del circuito LC nos toca sacar la calculadora,Sabemos que Frecuencia = raíz cuadrada(25330/(L*C) y despejando que L=25330/(F*F*C).Si quisiéramos calcular la capacidad de un condensador partiendo de una inductancia conocida, procederemos del mismo modo y despejando C, aplicamos la fórmula: L=25330/(F*F*C)Para el cálculo de inductancias recomiendo la Web http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/inductores/inductores.htm de Miguel R. Ghezzi (LU 6ETJ).

Medición de la resonancia con analizador MFJ.

Medición de una bobina con NANOVNA