Inducción de un intenso campo magnético variable con una bobina y un amplificador de audio

Descargo de responsabilidad: soy informático

Quiero probar un sistema descrito en una patente francesa antigua (~1990) y experimentar con él si funciona. El sistema requiere generar un campo magnético variable "intenso" en el rango de frecuencia de audio (<20kHz). El inventor usó señales especiales, pero planeo usar solo una onda sinusoidal.

Para producir el campo magnético variable "intenso", el inventor utilizó un amplificador de audio convencional de 60 W RMS y una bobina simple de 4 ohmios. Se describió que la bobina estaba hecha de 300 vueltas de un alambre de 0,5 mm, una altura de 80 mm y un diámetro interno de 50 mm. El inventor especificó que ve 10 V eficientes ("eficacia de tensión") en las terminaciones de la bobina. No estoy seguro de lo que significa exactamente. ¿Es 14.1Vtt, 28.2 Vtt? ¿Qué poder podría ser ese? ¿Es aproximadamente 10*10/4 = 25W?

Un amigo temía que el cable de 0,5 mm fuera demasiado delgado y que la bobina se calentara. Es esto cierto ? Supuse que esto no debería ser un problema si el inventor no tenía ningún problema, pero no estoy 100% seguro de que el sistema descrito por el inventor sea válido.

Luego hice mi propia bobina con alambre de 0,5 mm. Usé este servicio para determinar el número de vueltas necesarias para obtener una bobina de 4 ohmios con una altura de 25 mm y un diámetro interno de 16 mm. Esto es lo que conseguí.

Luego traté de medir la inductancia y la ESR con el método descrito aquí que usa una señal triangular. Según el método debería ver esto

.

Ya probé este método con una bobina pequeña que hice pero con muchas menos vueltas. De hecho, vi la imagen esperada. Noté que comencé a ver una distorsión (¿overdrive?) a un voltaje de alrededor de 2V si no recuerdo mal. ¿Esta distorsión se debe a la interacción de la bobina con el generador o es solo una propiedad de la bobina?

Ahora probando el método con mi bobina recién hecha de 220 vueltas, lo que veo es esto

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No coincide en absoluto con el aspecto esperado. Parece que la señal está desplazada. No soy ingeniero electrónico, pero sospecho que podría deberse a una capacitancia no despreciable. Además, por encima de 4V la señal se distorsiona. Todavía no probé con el amplificador de 160W. No quiero romper nada.

¿Veo esto porque hice una bobina compacta en lugar de una bobina grande y estirada como lo hizo el inventor?

Esto es lo que veo con una onda sinusoidal de 3kHz y 10Vtt

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La onda senoidal está distorsionada y significativamente atenuada.

Estos resultados son inesperados para mí ya que las bobinas de los altavoces suelen ser compactas y no estiradas. Supuse que la bobina del inventor se estira porque pone algo grande en el núcleo. ¿Podría ser para reducir la inductancia? Solo necesito poner pequeños recipientes de líquido (Eppendorf) en el núcleo.

¿También veré esa distorsión si conecto la bobina tal como está al amplificador de audio? Antes de probar esto, prefiero preguntar a los expertos si lo que hago está bien.

¿Qué debería/podría hacer para producir una señal sinusoidal potente no distorsionada?

La última pregunta es cómo determinar la potencia de salida aproximada del amplificador de audio si todo lo que tengo es un osciloscopio. No tengo un buen amperímetro.

Edit : Ahora recuerdo que el servicio de soporte del osciloscopio me dijo que una bobina conectada a la salida del generador debería tener una impedancia de 50 Ohms, de lo contrario la señal se atenuaría. Lo que veo podría ser normal y resultar de la interacción con el generador.

Edición 2 : finalmente logré medir la inductancia usando el método descrito aquí . La inductancia medida con este método es de 0,5 mH, que no está tan lejos de los 0,44 que esperaba. Necesito un buen multímetro. Luego podría medir la resistencia de CC de la bobina para determinar la impedancia. Lo necesitaré también para medir la corriente y determinar la potencia de entrada de la bobina. Próxima herramienta a comprar.

Editar 3: Probé la bobina conectándola a la salida del amplificador de audio. Revisé el voltaje con el osciloscopio. El voltaje es <200 mV y cada 5 a 10 s veo un pico corto de 8 V. La bobina se calienta. Comprobé que el amplificador está bien conectando un altavoz. Funciona, lo que también prueba que el generador conectado a la línea de entrada funciona como se esperaba. Es solo la bobina la que es falsa. Las bobinas de los altavoces tienen un imán como núcleo y cuando la corriente fluye a través de la bobina se produce una fuerza que supongo genera una resistencia al flujo de corriente. Mi bobina no tiene eso. La bobina del inventor tampoco la tiene, así que asumí que estaba bien. La geometría de mi bobina y la bobina del inventor son diferentes. ¿Podría ser esta la explicación? Parece que mi bobina tiene una capacitancia no despreciable debido a la compacidad del cableado.