Influencia de un campo magnético en la impedancia de la bobina

Si toma una bobina y hace que fluya una corriente a través de ella, la bobina crea un campo magnético. Este campo induce un voltaje en la bobina que produce una contracorriente que debilita la corriente y el voltaje primarios. Si luego mide el voltaje y la corriente, puede calcular la impedancia de la bobina.

Mi pregunta ahora es, ¿la impedancia es más alta antes que la autoinducción o es más baja? En otras palabras, ¿cómo influye un campo magnético en la impedancia de una bobina? La impedancia compleja Z es igual a u/i (complejo), pero ¿u e i disminuyen proporcionalmente o u o i se vuelven más pequeños más rápido y hacen que la impedancia aumente/disminuya?

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Respuestas (1)

La respuesta a tu pregunta depende de la bobina. Suponiendo que la bobina funciona a una frecuencia fija y razonable para su construcción, e ignorando la resistencia del devanado, las bobinas sin núcleos magnéticos ("inductores con núcleo de aire") tienen una impedancia constante porque la permeabilidad del núcleo no cambia independientemente de la corriente y la intensidad de campo resultante.

La mayoría de los inductores tienen núcleos ferromagnéticos cuya permeabilidad varía con la intensidad del campo, por lo que su inductancia disminuirá a medida que aumente la corriente. Si observa la curva de magnetización (curva BH) para un material de núcleo, puede ver que la curva se aplana a medida que el núcleo se satura. Las bobinas están diseñadas para operar en el área alrededor del origen para que el efecto de saturación no sea tan pronunciado, pero hay un pequeño efecto incluso en esta área.

Además, se producen pérdidas en los núcleos ("pérdidas por histéresis") cuando se invierte la dirección de magnetización. Entonces, un inductor ferromagnético bien diseñado tiene una pequeña variación en la inductancia con la corriente que es inevitable, como sugirió. La impedancia será menor (la inductancia disminuirá) ligeramente a medida que aumente la corriente. Si el núcleo está saturado, la inductancia caerá dramáticamente.

¡Gracias por la respuesta detallada! Sin embargo, una pregunta más, si se usa una bobina para pruebas de corrientes de Foucault no destructivas, entonces se mide la impedancia de las bobinas y los cambios en la impedancia reflejan el material bajo prueba. Entonces, si la impedancia no cambia mucho, ¿cómo puede funcionar esto?
La pieza de prueba actúa como parte del núcleo magnetizable. Una grieta o disconformidad en la pieza de prueba provocará un cambio medible en la ruta magnética y la inductancia.
De acuerdo, si las corrientes de Foucault disminuyen, el campo magnético secundario también disminuye, el campo primario se debilita menos, por lo que la corriente inducida es mayor --> ¿La impedancia es menor?