Calculadora de energía en un inductor
Introduce la inductancia y la corriente para obtener la energía almacenada en el campo magnético de una bobina, o introduce la energía para hallar la corriente. El tercer modo estima la inductancia de un solenoide a partir del número de espiras, el diámetro, la longitud y el núcleo, y la energía que guarda con tu corriente.
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Cómo se usa
- Elige qué calcular: la energía, la corriente o la inductancia de un solenoide.
- Energía: introduce la inductancia y la corriente.
- Corriente: introduce la inductancia y la energía que quieres almacenar.
- Solenoide: introduce el número de espiras, el diámetro y la longitud en milímetros, μr del núcleo (1 para aire) y la corriente.
Fórmulas
- Energía almacenada: E = ½ L I²
- Corriente para una energía: I = √(2E ÷ L)
- Flujo concatenado: Ψ = L × I (Wb)
- Solenoide largo: L = μ₀ μr N² A ÷ ℓ, A = π d² ÷ 4, μ₀ = 1,25663706212 × 10⁻⁶ H/m
Ejemplo resuelto
Un inductor de 10 mH con 2 A: E = ½ × 0,01 × 2² = 0,02 J (20 mJ) y Ψ = 0,01 × 2 = 0,02 Wb.
Una bobina al aire de 100 espiras, 20 mm de diámetro y 50 mm de largo: A = π × 0,02² ÷ 4 = 3,1416 × 10⁻⁴ m², L = 1,25663706 × 10⁻⁶ × 100² × 3,1416 × 10⁻⁴ ÷ 0,05 = 78,957 µH. Con 2 A almacena 0,000157914 J.
Consejos
- La corriente va al cuadrado. Casi toda la energía de un inductor de potencia aparece en el pico de corriente.
- Revisa la corriente de saturación. Por encima, un inductor con núcleo pierde inductancia y la fórmula deja de valer.
- En bobinas cortas la fórmula se pasa. En una bobina solo 2,5 veces más larga que ancha, como la del ejemplo, el valor real es menor; tómalo como cota superior.
Preguntas frecuentes
¿Cuánta energía almacena un inductor?
E = ½ × L × I². Una bobina de 10 mH con 2 A almacena ½ × 0,01 × 2² = 0,02 J, o 20 mJ. Con el doble de corriente almacena cuatro veces más.
¿Qué corriente almacena una energía dada?
I = √(2E ÷ L). Para meter 0,2 J en una bobina de 100 mH hacen falta √(2 × 0,2 ÷ 0,1) = 2 A.
¿Cómo se calcula la inductancia de un solenoide?
L = μ₀ × μr × N² × A ÷ ℓ, con la sección A = π d² ÷ 4. 100 espiras, 20 mm de diámetro y 50 mm de largo dan 78,957 µH en aire. La fórmula supone una bobina mucho más larga que ancha; las cortas tienen menos.
¿Adónde va la energía al cortar la corriente?
El campo que desaparece mantiene la corriente y dispara la tensión en el interruptor. Por eso las bobinas de relés y los motores llevan un diodo de rueda libre, que da a esa energía un camino seguro.