¿Por qué es necesario aislar el alambre magnético?

¿De qué se trata tener múltiples bobinas que habilitan el campo magnético? ¿Por qué no puedo tener un cable grande o un cable roscado en un motor? Lo siento, es una pregunta de bebé, pero no pude encontrar la respuesta.

la inductancia depende del número de vueltas y la permeabilidad magnética del núcleo
mmf es norte I , dónde I es actual y norte es el número de vueltas. En un conductor trenzado, cada hilo transporta la misma fracción de la corriente total.
La "ley" fundamental aquí es: "Un solo giro produce un campo magnético proporcional a la corriente en él". || Se suman campos de turnos. Si un giro que transporta corriente I produce un campo F, entonces N gira produce (simplistamente) N x F. PUEDES tener "un gran giro" nit es "UN" giro. La aplicación de la "ley fundamental" anterior muestra que una vuelta grande, mediana, pequeña o diminuta que transporta corriente I tiene el mismo efecto. Los cables se hacen más grandes o más pequeños por otras razones, por ejemplo, los cables grandes tienen menor resistencia. Los cables pequeños permiten más vueltas en un espacio dado.

Respuestas (4)

Es cierto que lo único que importa para el campo magnético, en electroimanes y motores, es el volumen y la potencia alimentada al devanado. Por lo tanto, podría tener un devanado de una sola vuelta.

Desafortunadamente, un solo giro requeriría (generalmente) una corriente muy alta y un voltaje muy bajo. Esto es cierto en las escalas en las que tendemos a trabajar y los valores que tienen las constantes físicas.

Los electroimanes prácticos usan un truco relativamente barato para aumentar el voltaje y disminuir la corriente, al dividir el cable corto y grueso de una sola vuelta en un cable largo y delgado, enrollado varias veces. Como cada vuelta tiene un voltaje diferente, es necesario aislarlas entre sí.

Una gran ventaja del cable delgado en el devanado es que los cables de conexión pueden tener un grosor razonable y aún así tener una resistencia mucho menor que el devanado de trabajo.

Una desventaja de este truco es que el cable circular no llena el 100 % del área disponible y el aislamiento también consume algo de espacio, por lo que perdemos algo de área de cobre en comparación con una sola vuelta. Sin embargo, el truco es tan barato y útil que esta ineficiencia en el área es un pequeño precio a pagar por los beneficios, para casi todas las aplicaciones (en algunas máquinas muy grandes, se usa alambre o barra de sección transversal cuadrada para bobinados para mejorar la densidad de empaque) .

Hay otra ventaja del alambre de bobina cuadrada al lado de un área de cobre más grande (por lo tanto, menor resistencia). A altas frecuencias, la corriente tiende a fluir en la superficie de un cable (lo que se conoce como efecto piel), y en comparación con un cable redondo del mismo tamaño, el cable cuadrado es mucho mejor.
El aislamiento no solo es necesario para evitar que cada vuelta se cortocircuite. En voltajes altos, el aislamiento también se usa para separar las vueltas lo suficiente como para evitar averías.
Un ejemplo de uso de barras en lugar de alambres se puede ver en este video de EEVblog . IIRC el componente en el video es un inductor.
Peor aún, cualquier bucle único y conductor en un entorno de este tipo es lo que se denomina un giro en cortocircuito, que suele ser un defecto desagradable en un motor o transformador....
Sí, pero eso supone que hay otras vueltas presentes y, por lo tanto, induce una corriente en la vuelta en cortocircuito, lo que resulta en una pérdida de energía (= más calor).
Mi primera reacción al leer tu respuesta fue no estar de acuerdo, ya que la ley de Ampère tiene en cuenta el número de vueltas, pero ahora veo lo que hiciste allí. La ley de Ampère factoriza igualmente la corriente, ¿no es así? La tuya es una forma ingeniosa de explicarlo. Recordaré esta astucia. Si hubiera estado respondiendo, habría comenzado a explicar en términos de la ley de Faraday, lo cual, en realidad, hizo implícitamente, pero de una manera que no nombró a Faraday y, por lo tanto, no fue confuso al nivel de OP. Bien hecho.
@thb gracias. Cuando comparo números de vueltas, generalmente en transformadores, otra forma en que lo digo es primero asumir dos devanados idénticos, cada uno bajo exactamente las mismas condiciones de campo de potencia H de corriente de voltaje, luego conectarlos en serie y luego conectarlos en paralelo. Todo lo que cambia es la impedancia, la escala de voltaje/corriente, pero el volumen, el campo, la disipación de energía, el costo, todo permanece igual. En primer lugar, de todos modos, SRF y la ruptura de voltaje bien podrían cambiar un poco.

¿Por qué no puedo tener un cable grande o un cable roscado en un motor?

No hay problema con esto: compruebe el rotor en la mayoría de los motores de inducción:

Ingrese la descripción de la imagen aquí

No hay aislamiento en la jaula de aluminio (ardilla) y es, en efecto, una vuelta en cortocircuito.

¿De qué se trata tener múltiples bobinas que habilitan el campo magnético?

La corriente Y los giros producen un campo magnético, por lo que puede intercambiar giros por corriente y viceversa. Sin embargo, si está interesado en fabricar un inductor con características particulares, debe diseñarlo utilizando múltiples vueltas para optimizar la inductancia para el circuito previsto, dado que habrá limitaciones en la disponibilidad de materiales de núcleo magnético.

La razón por la que necesita que esté aislado es para asegurarse de que la corriente circule alrededor de cada bucle cuando lo enrolle. Si no fuera así, simplemente podría ir "directamente". De hecho, puede tener un cable grande, pero necesitaría más corriente para producir los mismos resultados.

Eso es lo que realmente da el número de vueltas N en todas las fórmulas del campo magnético. De hecho, te permite tener múltiplos de la corriente en un espacio determinado.

Puedes hacerlo con un solo bucle y he visto esto hecho. Sin embargo, los alambres son enormes y deben fabricarse de una manera especial. Por ejemplo, el cable (más: barra colectora) se extruye como una sección transversal en cuña y luego se enrolla en forma de hélice para producir una sección transversal rectangular.

Pero la corriente será masiva. Si su entrada no se presta para entregar ese tipo de corriente, no funcionará.

La fuerza magnética es amperios x el número de vueltas. Debe calibrar cuidadosamente el número de vueltas y el tamaño del cable para que coincida con la capacidad de su circuito para conducirlo. Hacerlo en una vuelta requeriría una cantidad bastante extrema de resistencia para obtener el voltaje muy bajo y los amperios muy altos.

¿Por qué es necesario aislar el alambre magnético?
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