Se as dobras nun fío non afectan a súa resistencia entón por que un fío enroscado mostra chispas en vez dun fío simple

Aínda que dobrar un fío en si mesmo non afecta significativamente a súa resistencia, a situación complica máis cando se trata de bobinas enrolladas, como as que se atopan en transformadores, motores ou electroímans. As bobinas non son simplemente fíos dobados; a súa xeometría e o método de enrolamento afectan as súas propiedades electromagnéticas, particularmente a autoindutancia e a indutancia mútua, levando a fenómenos como os chispazos que non ocorren con fíos rectos comúns.

Razóns para os Chispazos nas Bobinas Enrolladas

Efectos Inductivos

• Autoindutancia: Cando a corrente fluye a través dunha bobina, xénese un campo magnético ao redor da mesma. Se a corrente cambia de repente (por exemplo, ao conectar ou desconectar o circuito), o campo magnético tamén cambia, inducindo unha forza electromotriz (FEM) coñecida como autoindutancia. Este cambio repentino pode provocar picos de voltaxe moi altos, resultando en chispazos.

• Indutancia Mútua: Nas bobinas de varias voltas, o cambio na corrente nunha volta afecta a corrente nas voltas adxacentes, coñecido como indutancia mútua. Cambios repentinos na corrente poden provocar picos de voltaxe, causando chispazos.

Efectos Capacitivos

Capacitancia entre Voltas: Debido á capacitancia entre voltas en unha bobina, cambios repentinos na corrente poden provocar picos de voltaxe, potencialmente resultando en chispazos.

Transitorios de Conmutación

• Chispazo ao Desconectar: Cando se desconecta o suministro de enerxía a unha bobina, a FEM autoinducida fai que a enerxía magnética almacenada intente manter a corrente, levando a voltaxes altos a través do interruptor, que poden resultar en arcos eléctricos ou chispazos.

• Chispazo ao Conectar: Cando se conecta o suministro de enerxía a unha bobina, a establecemento da corrente tamén pode provocar voltaxes instantáneos altos, levando a chispazos.

Diferenzas entre Fíos Comúns e Bobinas

• Estrutura Xeométrica: Os fíos comúns son xeralmente rectos ou llevemente dobados, mentres que as bobinas están estreitamente enrolladas, levando a maior autoindutancia e indutancia mútua nas bobinas.

• Efectos Electromagnéticos: Os cambios na corrente nas bobinas producen cambios significativos no campo magnético, mentres que os cambios na corrente nos fíos comúns producen cambios mínimos no campo magnético, resultando en efectos electromagnéticos menos perceptibles.

• Almacenamento de Enerxía: As bobinas poden almacenar cantidades substanciais de enerxía magnética, e a liberación desta enerxía durante cambios repentinos na corrente pode provocar picos de voltaxe altos, resultando en chispazos.

Prevención de Chispazos

Para evitar chispazos nas bobinas, poden tomarse varias medidas:

• Usar Diodos de Retroceso: Cando se desconecta o suministro de enerxía a unha bobina, un diodo de retroceso pode proporcionar unha vía para a corrente na bobina, absorbindo a FEM autoinducida e reducindo a ocorrência de chispazos.

• Usar Resistencias Amortiguadoras: En algúns casos, unha resistencia amortiguadora pode conectarse en serie coa bobina para reducir a taxa de cambio da corrente, así reducindo a FEM autoinducida.

• Usar Técnicas de Conmutación Suave: Controlando a taxa de cambio da corrente, as técnicas de conmutación suave poden reducir os picos de voltaxe, minimizando así os chispazos.

Resumo

As bobinas, debido á súa estrutura xeométrica única e as súas propiedades electromagnéticas, son máis propensas a chispazos cando a corrente cambia de forma repentina comparado cos fíos comúns. Isto é debido aos picos de voltaxe causados polos efectos de autoindutancia e indutancia mútua nas bobinas. Através dun deseño adecuado e aproximacións técnicas, a ocorrência de chispazos pode ser reducida ou eliminada eficazmente.