Tengo un inductor compuesto por ~5 cm de cable de 20 AWG. La frecuencia de conmutación del inductor es de 500 kHz. Y el ciclo de trabajo está en algún lugar entre 10-30%. La corriente máxima a través del inductor es de 8 A a alrededor de 13,5 V.
Me pregunto si este cable "relativamente pequeño" puede tomar esta cantidad de corriente. ¿Cómo podría calcularlo?
Si no puede, ¿funcionará simplemente atando más cables? ¿Cuantos tendria que atar juntos?
EDITAR:
Como no es posible, estoy pensando en comprar uno. ¿ Sería esto adecuado? Supuestamente tiene una clasificación de alta frecuencia para 9A.
No, no de manera realista.
AWG 20 sería marginal para 8A RMS (es la corriente RMS lo que importa, no el pico) incluso en CC , sin embargo, la frecuencia máxima para una profundidad de piel del 100% en AWG 20 está en las decenas bajas de kHz. 500kHz está muy por encima de eso y la forma de onda que implica su pregunta tendrá una energía sustancial en armónicos más altos como 1.5MHz. Google Litz (endraht). Probablemente terminará con algunas docenas de cables AWG34 (en paralelo). Ver aquí , por ejemplo.
Editar: el efecto de la piel es causado por las corrientes de Foucault que circulan dentro del cable. La corriente solo penetra tan profundamente en el cable a altas frecuencias (solo fluye a través de la piel), por lo que la parte interna del cable no hace nada en realidad (en realidad cae exponencialmente en lugar de cesar repentinamente a cierta profundidad; nos referimos a la profundidad donde ha caído a 1/e 0,368 como la profundidad de la piel). Entonces, a medida que aumenta el diámetro del cable, la resistencia solo disminuye proporcionalmente al diámetro (la circunferencia) en lugar del cuadrado del diámetro (área de la sección transversal) como se esperaría en CC.
La cantidad exacta de calibres de cable que necesita dependerá de qué tan caliente funcione su inductor (incluido el autocalentamiento de las pérdidas de cobre y núcleo, así como el ambiente) y qué temperatura es capaz de soportar el aislamiento de su cable. La resistencia máxima permitida o la pérdida de potencia también pueden ser motivo de preocupación.
Incluso con corriente continua, 8 A es demasiado para este tamaño de cable (densidad de corriente de 1550 A/cm^2). Una corriente de 4A en AWG20, elevando la temperatura a 60°C en aire libre (densidad de corriente de aproximadamente 800A/cm2^). Ahora, con una reducción de volumen de más de la mitad debido al efecto piel, la temperatura aumenta mucho más allá del límite de aislamiento (asumiendo formvar). Piensa empeorar aún más porque es una bobina y la temperatura del punto caliente será mayor que la superficie. En este caso, el uso de un impuesto del 30% no ayuda en absoluto.
No supere los 300 A/cm^2 para bobinas y transformadores y los 600 A/cm^2 para el cableado doméstico.
El alambre magnético de cobre sólido #20 AWG tiene una resistencia de 10,4 ohmios por 1000 pies a 20 °C, que es aproximadamente 341 µ por centímetro, por lo que una longitud de 5 centímetros de ese cable tendría una resistencia de aproximadamente 1,7 miliohmios. Con 8 amperios a través de él en un ciclo de trabajo del 30%, disiparía alrededor de 36 milivatios, ciertamente nada por lo que emocionarse.
Pero hay un problema...
Si hay 13,5 V en la bobina y tiene una resistencia de 1,7 miliohmios, entonces la corriente a través de ella no sería de 8 amperios, sería de unos 7900 amperios. Entonces, la pregunta a esta respuesta es:
¿La reactancia y/o la profundidad de la piel de la bobina son lo suficientemente altas para hacer la limitación?
Ignacio Vázquez-Abrams
Golaž