¿Cómo calcular la energía Back-EMF en un inductor?

El Back-EMF generado por un inductor en voltios es: V = L d i d t

Dónde L es la autoinducción y d i d t la tasa de cambio actual.

Ahora, digamos que quiero almacenar esos voltios en un capacitor ( F , V 0 ) dónde F es la capacidad del condensador en faradios y V 0 es el voltaje inicial en el capacitor.

¿Cómo puedo averiguar el voltaje final en el capacitor? ¿Cuánta energía almacenada en el campo Back-EMF?

El inductor es fuente de corriente y el capacitor es fuente de voltaje. Entonces es necesaria una transformación de energía. Esta transformación realizada por la resistencia equivalente de ambos.

Respuestas (2)

La energía instantánea almacenada en un inductor es

mi = 1 2 L I 2

La energía almacenada en un capacitor es

mi = 1 2 C V 2

Puede ver que existe una compensación entre el valor de la capacitancia y el voltaje requerido para almacenar una cantidad particular de energía.

Comience con la corriente I0 fluyendo a través del inductor L.
Suponga que hay un diodo perfecto entre L y C, y que C es grande.

Apague la fuente actual y

d I d T
será negativo, por lo que el EMF V será positivo.

En V=V0, el diodo se enciende, entonces

d I d T = V 0 L
.
(aproximadamente constante porque asumimos que C es grande)

En I=0 no hay más energía almacenada en el inductor por lo que el diodo se apaga, ocurriendo en t = I 0 L / V 0 .

La carga transferida Q es la integral de la corriente transferida a lo largo del tiempo,

q = I 0 t 2

q = I 0 2 L ( 2 V 0 )

lo que agregará dV = Q/C al voltaje del capacitor.
(si dV es grande, nuestra suposición sobre C era incorrecta)

La energía transferida en este ciclo es simplemente

mi = q V 0
o como dice Dave Tweed,
mi = I 0 2 L 2