Calculadora de bobina helicoidal

Una bobina helicoidal es un conductor enrollado en espiras alrededor de una forma cilíndrica. Cuando circula corriente, las espiras refuerzan sus campos y crean un campo magnético a lo largo del eje. Las bobinas se usan en electroimanes, relés, sensores, filtros de audio, circuitos de radio, convertidores de potencia y equipos de laboratorio. Su comportamiento eléctrico depende de la geometría, el material conductor, la frecuencia y los materiales magnéticos cercanos. Esta calculadora ofrece una estimación explícita de un solenoide de una sola capa, devanado uniforme y núcleo de aire. La inductancia se estima con la relación del solenoide largo: permeabilidad del vacío por el cuadrado de las espiras y por el área transversal, dividido entre la longitud de la bobina. El radio del área es la mitad del diámetro de la bobina. Más espiras o mayor diámetro aumentan la inductancia; un devanado más largo la reduce. Se supone un núcleo de aire y un campo razonablemente uniforme dentro del devanado. Las bobinas cortas y gruesas presentan mayores efectos de borde, por lo que las fórmulas especializadas o la simulación electromagnética pueden mejorar los resultados de precisión. La longitud aproximada del alambre es la circunferencia de una espira multiplicada por el número de espiras. La resistencia en corriente continua es la resistividad por la longitud del alambre, dividida entre su área transversal. Cerca de la temperatura ambiente, el cobre tiene una resistividad de aproximadamente 1.68 por diez elevado a menos ocho ohmios metro, pero la temperatura, aleación, separación del aislamiento, terminales y trayectoria del devanado afectan la medición real. La estimación también omite los efectos pelicular y de proximidad, que elevan la resistencia efectiva al aumentar la frecuencia. La densidad de flujo magnético usa la expresión ideal del solenoide basada en espiras por unidad de longitud y corriente. La reactancia inductiva es dos pi por frecuencia por inductancia. Al combinar reactancia y resistencia como componentes perpendiculares se obtiene el módulo de la impedancia. Las pérdidas en el cobre son la corriente al cuadrado por la resistencia, y el factor de calidad es la reactancia dividida entre la resistencia. Estos resultados ayudan a comparar devanados, pero la saturación y las pérdidas del núcleo deben evaluarse por separado si se usa un núcleo magnético. Trata los resultados como una estimación inicial de ingeniería. Confirma que el alambre pueda conducir la corriente y disipar calor con seguridad, que el devanado quepa en el soporte y que el aislamiento cumpla los requisitos de tensión. En radiofrecuencia, incluye capacitancia parásita y autorresonancia; por encima de ella, el modelo simple de inductor deja de ser válido. Para electroimanes de alta potencia, verifica aumento de temperatura, ciclo de trabajo, fuerzas mecánicas y límites de la fuente. Valida el diseño final con componentes medidos o un simulador de campos adecuado.