La inducción mutua es un fenómeno en el que una bobina se induce un voltaje electromotriz (EMF) debido a la tasa de cambio de corriente en una bobina adyacente de tal manera que el flujo de la corriente de una bobina se enlaza con la otra bobina.
La inductancia mutua es la relación entre el EMF inducido en una bobina y la tasa de cambio de corriente de otra bobina adyacente de tal manera que las dos bobinas están en posibilidad de enlace de flujo.
Cuando hay una corriente variable en el tiempo en una bobina, el flujo variable en el tiempo se enlazará con la misma bobina y causará un EMF autoinducido a través de la bobina. Este EMF se ve como una caída de tensión a través de la bobina o inductor. Sin embargo, no es práctico que una bobina se enlace solo con su propio flujo cambiante. Cuando una corriente variable en el tiempo fluye en otra bobina colocada cerca de la primera, entonces el flujo producido por la segunda bobina también puede enlazarse con la primera. Este enlace de flujo variable desde la segunda bobina también inducirá un EMF a través de la primera bobina. Este fenómeno se llama inducción mutua y el EMF inducido en una bobina debido a la corriente variable en el tiempo que fluye en cualquier otra bobina se llama EMF mutuamente inducido. Si la primera bobina también está conectada a una fuente variable en el tiempo, el EMF neto de la primera bobina es el resultado del EMF autoinducido y mutuamente inducido.
Consideremos una bobina de autoinductancia L1 y otra bobina de autoinductancia L2. Ahora consideraremos que hay un núcleo magnético de baja reluctancia que acopla ambas bobinas de tal manera que todo el flujo creado por una bobina se enlazará con la otra bobina. Eso significa que no habrá fuga de flujo en el sistema.
Ahora aplicaremos una corriente variable en el tiempo en la bobina 1 manteniendo la bobina 2 en circuito abierto. El voltaje inducido en la bobina 1 será
Ahora mantendremos la primera bobina abierta y aplicaremos una corriente variable en el tiempo en la bobina 2. El flujo producido por la bobina 2 se enlazará con la bobina 1 a través del núcleo magnético, y como resultado, el EMF inducido en la bobina 1 será
Aquí, M es el coeficiente de inducción mutua o, en resumen, inductancia mutua. Sin perturbar la fuente en la bobina 2, conectamos una fuente de corriente variable en el tiempo a través de la bobina 1. En esa situación, habrá un EMF autoinducido a través de la bobina 1 debido a su propia corriente y también un EMF mutuamente inducido a través de la bobina 1 para la corriente en la bobina 2. Entonces, el EMF resultante inducido en la bobina 1 es
El EMF mutuamente inducido puede ser aditivo o sustractivo dependiendo de la polaridad de la bobina. La expresión de M es
Esta expresión solo se justifica cuando todo el flujo creado por una bobina se enlaza con la otra bobina, pero en la práctica no siempre es posible enlazar todo el flujo de una bobina con otra. El valor real de la inductancia mutua depende de la cantidad real de flujo de una bobina que se enlaza con la otra. Aquí, k es un coeficiente que debe multiplicarse con M para obtener el valor real de la inductancia mutua.
Como ya hemos mencionado, si el EMF mutuamente inducido será aditivo o sustractivo depende de la polaridad relativa de las bobinas acopladas mutuamente. La polaridad relativa de dos o más bobinas acopladas mutuamente se denota mediante la convención de puntos. Se representa con un punto en uno de los extremos de la bobina. Si en un instante, la corriente ingresa a una bobina a través del extremo con punto, entonces el EMF mutuamente inducido en la otra bobina tendrá polaridad positiva en el extremo con punto de esta última. De otra manera, si la corriente sale de una bobina a través del extremo con punto, entonces el EMF mutuamente inducido en la otra bobina tendrá polaridad negativa en el extremo con punto de esta última.
Fuente: Electrical4u.
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