Bobina para generador eléctrico

Bobina para generador eléctrico

Diseño de la bobina del generador

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Se vende la bobina del generador

Una bobina electromagnética es un conductor eléctrico como un alambre en forma de bobina (espiral o hélice)[1][2] Las bobinas electromagnéticas se utilizan en ingeniería eléctrica, en aplicaciones donde las corrientes eléctricas interactúan con los campos magnéticos, en dispositivos como motores eléctricos, generadores, inductores, electroimanes, transformadores y bobinas de sensores. Se hace pasar una corriente eléctrica a través del hilo de la bobina para generar un campo magnético o, a la inversa, un campo magnético externo que varía en el tiempo a través del interior de la bobina genera un CEM (tensión) en el conductor.

Una corriente a través de cualquier conductor crea un campo magnético circular alrededor del conductor debido a la ley de Ampere[3] La ventaja de utilizar la forma de la bobina es que aumenta la fuerza del campo magnético producido por una corriente determinada. Los campos magnéticos generados por las distintas vueltas de cable pasan por el centro de la bobina y se suman (superponen) para producir un campo fuerte allí[3] Cuantas más vueltas de cable, más fuerte es el campo producido. A la inversa, un flujo magnético externo cambiante induce un voltaje en un conductor como un alambre, debido a la ley de inducción de Faraday[3][4] El voltaje inducido puede aumentarse enrollando el alambre en una bobina porque las líneas de campo se cruzan en el circuito varias veces[3].

Sustitución de la bobina del generador

Los generadores eléctricos inducen una emf mediante la rotación de una bobina en un campo magnético, tal y como se ha comentado brevemente en “Emf inducida y flujo magnético”. A continuación exploraremos los generadores con más detalle. Considere el siguiente ejemplo.

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La bobina del generador que se muestra en la Figura \(\PageIndex{1}\) se gira a través de un cuarto de una revolución (de \(\theta = 0^{circ}\) a \(\theta = 90^{circ}\) ) en 15,0 ms. La bobina circular de 200 vueltas tiene un radio de 5,00 cm y está en un campo magnético uniforme de 1,25 T. ¿Cuál es la emf media inducida?

Usamos la ley de inducción de Faraday para encontrar la emf media inducida durante un tiempo \(\Delta t\): \Sabemos que \N(N = 200\) y \N(\Delta t = 15,0 ms\), por lo que debemos determinar el cambio de flujo \N(\Delta \Phi\) para encontrar la emf.

Dado que el área de la espira y la intensidad del campo magnético son constantes, vemos que \[\Delta \Phi = \Delta \left(BA\cos{theta}\right) = AB\Delta\left(\cos{theta}\right).\label{23.6.2}] Ahora bien, \(\Delta \left(\cos{theta}\right) = -1,0\), ya que se dio que \(\theta\\) va de \(0^{circ}\) a \(90^{circ}\). Por lo tanto \(\Delta \Phi = -AB\), y \[emf = N\frac{AB}{\Delta t}.\label{23.6.3}] El área de la espira es \(A = \pi r^{2} = \left(3,14…\right)\left(0,0500 m\right)^{2} = 7,85 \times 10^{3} m^{2}\). Introduciendo este valor se obtiene \f[emf = 200\frac{ izquierda(7,85 \times 10^{-3} m^{2} \ right) \left(1,25 T\right)}{1,50 \times 10^{-3}s} = 131V.\f].

Bobina del generador

Una bobina eléctrica, o bobina electromagnética, es un conductor eléctrico que contiene una serie de hilos conductores envueltos alrededor de un núcleo ferromagnético que es cilíndrico, toroidal o en forma de disco. Las bobinas eléctricas son una de las formas más simples de componentes electrónicos y proporcionan inductancia en un circuito eléctrico, una característica eléctrica que se opone al flujo de la corriente.

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Existe una amplia gama de bobinas eléctricas que varían según el calibre de sus hilos, el diámetro de la bobina, la longitud de los hilos, el número de espiras y el tipo de material del núcleo, que puede ser aire, hierro, acero, material cerámico o cinta sin forma a base de hierro. Los materiales utilizados para el núcleo de una bobina eléctrica vienen determinados por la permeabilidad del material, que es la capacidad del núcleo para formar un campo magnético.

Las bobinas eléctricas se encuentran en motores eléctricos, generadores, inductores y electroimanes. Sirven de conductor de la electricidad para enviar eficazmente la corriente eléctrica a los motores eléctricos. Son un método consistente y fiable para la inducción.

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