El coeficiente de acoplamiento es un concepto fundamental en la física y la ingeniería eléctrica que define la relación entre dos sistemas o circuitos acoplados. Este parámetro es clave para comprender cómo se transmiten las señales y la energía entre ellos, y su estudio es esencial para diseñar y optimizar sistemas de comunicación y alimentación. En este artículo, exploraremos en detalle qué es el coeficiente de acoplamiento, cómo se calcula y su importancia en diferentes aplicaciones. ¡Sigue leyendo para ampliar tus conocimientos en este fascinante campo!
El Coeficiente de acoplamiento muestra la fracción de flujo magnético producido por la corriente en una bobina que se une con la otra bobina.
Cuando la bobina A recibe voltaje, la corriente fluye a través de ella y genera flujo (Φ). El flujo generado se une a la bobina B. Sin embargo, no es posible que todo el flujo se una a la bobina B.
Una parte del flujo se filtra a través del camino y, debido a esta fuga, la bobina B del flujo recibe menos flujo. Por lo tanto, la fracción de flujo que se une a la bobina B se denomina coeficiente de acoplamiento (K). Su valor está entre 0 y 1. Si K=0, el flujo producido en la bobina A no enlaza en absoluto con la bobina B. Si K=1, todo el flujo producido por la bobina A enlaza con la bobina B.
Derivación de fórmula
cuando corriente yo1 flujo en la bobina A, la autoinductancia y la inductancia mutua de la bobina son;
cuando corriente yo2 flujo en la bobina B, la autoinductancia y la inductancia mutua de la bobina son;
Multiplicando las ecuaciones (2) y (4), obtenemos;
Nota: El valor del Coeficiente de acoplamiento es siempre menor que uno y su valor máximo es uno. Si el valor del coeficiente de acoplamiento es igual a uno, entonces se dice que es un acoplamiento perfecto. En esta condición, todo el flujo generado en una bobina se vincula completamente con otra bobina vecina.
Relación entre inductancia mutua y coeficiente de acoplamiento
Si las bobinas tienen acoplamiento mutuo perfecto, entonces k=1
Problema Resuelto de Coeficiente de Acoplamiento
Dos bobinas conectadas en serie tienen una inductancia total de 275 mH. Cuando se conectan en una configuración de serie opuesta, las bobinas tienen una inductancia total de 125 mH. Si la inductancia de una bobina (L1) es tres veces la de la otra, encuentre L1, L2 y M. ¿Cuál es el coeficiente de acoplamiento?
L1 +L2 + 2M = 275 ——(1)
L1 +L2 – 2M =125 ——(2)
Sumando (1) y (2)
2L1 +2L2 =400
L1 +L2 =200—–(3)
L1= 3 litros2—–(4)
Poner el valor de (4) en (3)
L1 +L2 =200
3L2 +L2 =200
L2 =50mH
L1 =150mH
L1 +L2 + 2M = 275
150+50+2M =275
M= 37,5 mH
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