En esta clase seguimos con más trucos para poder adentrarnos con facilidad en el campo de la radio frecuencia. Hoy hablamos de inductores y transformadores.
En primer lugar, empezamos comentando el cómo diseñar un inductor. Para empezar estudiamos el comportamiento de un inductor toroidal:
El campo magnético es constante en el interior del toroide por tanto usando la ley de Ampere-Maxwell llegamos al siguiente resultado:
Ahora, queremos encontrar la tensión auto-inducida que se produciría en un inductor de este tipo. Para ello calculamos el flujo a través de las espiras y aplicamos la ley de Faraday-Lenz.
El resultado puede extrapolarse para inductores solenoides que cumplan la propiedad de que la longitud del bobinado sea mucho mayor que la longitud de una espira.
En caso contrario podemos usar la fórmula de nagaoka que es válida para inductores que no cumplen la anterior propiedad.
Visto la manera de diseñar inductores solenoidales pasamos a ver con más profundidad un problema que ya resolvimos cuando construíamos nuestro receptor de OM. El problema es la unión de diferentes etapas de tal manera que el efecto de carga entre unas y otras sea despreciable. Analicemos el siguiente problema:
Vemos que una resistencia de carga tiene un efecto muy negativo sobre la selectividad de nuestro filtro. Para conseguir que este efecto sea despreciable recurrimos a un transformador. El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión, por medio de interacción electromagnética. Está constituido por dos bobinas de tal manera que sus flujos magnéticos interaccionan entre si permitiendo este efecto. El modelo circuital de un transformador es el siguiente:
El dispositivo presenta la siguientes características dentro de un circuito eléctrico:
(Donde n es la relación entre las espiras del primario y del secundario)
Estas características permiten aplicaciones como las siguientes:
- Multiplicador de impedancias: Una impedancia Z será vista desde los terminales del transformador otra impedancia de valor n²·Z. Donde n es la relación entre las espiras del primario y secundario del transformador.
- Obtención de tensiones más bajas. Podemos conseguir adaptar una tensión a un valor que nos interese de la siguiente manera:
Con el efecto de multiplicador de impedancias resolvemos el problema que habíamos planteado anteriormente. Usamos un transformador para adaptar la resistencia de carga y de esta manera la resistencia será vista como n²·R y disminuirá su efecto sobre la selectividad del filtro.
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