Calculadora de Inductores en Serie

Calcula la inductancia equivalente, almacenamiento de energía magnética y distribución de corriente para inductores conectados en serie.

Determina la inductancia total, corriente a través de cada inductor y energía magnética almacenada cuando los inductores están conectados en serie. Esencial para el diseño y análisis de circuitos.

Ejemplos

Haz clic en cualquier ejemplo para cargarlo en la calculadora.

Basic Two Inductor Series

Serie Básica de Dos Inductores

Two inductors in series with equal values - common in filter circuits and energy storage applications.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.001 H

Corriente: 2.0 A

Filter Circuit Configuration

Configuración de Circuito Filtro

Three inductors with different values creating a filter circuit for signal processing applications.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.002 H

L₃: 0.003 H

Corriente: 1.5 A

Energy Storage System

Sistema de Almacenamiento de Energía

Four inductors in series for high energy storage applications with balanced inductance distribution.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.001 H

L₃: 0.001 H

L₄: 0.001 H

Corriente: 5.0 A

Mixed Inductance Values

Valores de Inductancia Mixtos

Inductors with different values showing how energy distributes proportionally to inductance.

L₁: 0.001 H

L₂: 0.005 H

L₃: 0.002 H

Corriente: 3.0 A

Otros Títulos
Comprensión de la Calculadora de Inductores en Serie: Una Guía Completa
Domina los principios de conexiones de inductores en serie, distribución de corriente y cálculos de inductancia equivalente. Conocimiento esencial para diseño de electrónica y análisis de circuitos.

¿Qué son los Inductores en Serie?

  • Definición Básica
  • Conexión en Serie
  • Características Clave
Los inductores en serie están conectados extremo con extremo, con la misma corriente fluyendo a través de cada inductor secuencialmente. Esta configuración crea una sola ruta para el flujo de corriente y resulta en propiedades eléctricas específicas que difieren de las conexiones en paralelo. Comprender el comportamiento de inductores en serie es crucial para diseñar filtros, sistemas de almacenamiento de energía y aplicaciones electromagnéticas.
Características de Conexión en Serie
Cuando los inductores están conectados en serie, comparten la misma corriente (I) pero pueden tener diferentes voltajes a través de cada inductor. El voltaje total es la suma de voltajes individuales: V_total = V₁ + V₂ + V₃ + ... + Vₙ. Esta distribución de voltaje es proporcional a los valores de inductancia, lo que significa que inductores más grandes reciben voltaje más alto.
Fórmula de Inductancia Equivalente
La inductancia equivalente de inductores en serie se calcula usando suma simple: L_equivalente = L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ. Esta fórmula muestra que la inductancia total siempre es mayor que el inductor individual más grande. Esto es diferente de los capacitores en serie, donde la capacitancia equivalente disminuye.
Principio de Distribución de Corriente
En inductores en serie, la misma corriente fluye a través de todos los inductores: I₁ = I₂ = I₃ = ... = Iₙ = I_total. Este es un principio fundamental de conexiones en serie y es esencial para comprender los cálculos de almacenamiento de energía y flujo magnético.

Propiedades Clave de Inductores en Serie:

  • La inductancia equivalente siempre es mayor que el inductor más grande
  • La misma corriente fluye a través de todos los inductores
  • El voltaje se distribuye proporcionalmente a los valores de inductancia
  • La energía total almacenada es igual a la suma de energías individuales

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora

  • Requisitos de Entrada
  • Proceso de Cálculo
  • Interpretación de Resultados
Usar la calculadora de inductores en serie efectivamente requiere comprender los parámetros de entrada e interpretar los resultados correctamente. Sigue estos pasos para cálculos precisos y resultados significativos.
1. Ingresar Valores de Inductores
Comienza ingresando los valores de inductancia para cada inductor en la serie. Debes proporcionar al menos dos valores de inductor (L₁ y L₂). Inductores adicionales (L₃, L₄) son opcionales. Usa unidades apropiadas: 1mH = 0.001H, 1μH = 0.000001H. Asegúrate de que todos los valores sean números positivos.
2. Especificar Corriente Total
Ingresa la corriente total que fluye a través de la combinación en serie. Esta corriente será la misma a través de todos los inductores. La calculadora calculará automáticamente la energía magnética almacenada en cada inductor y el flujo magnético total.
3. Analizar los Resultados
La calculadora proporciona varios resultados clave: inductancia equivalente (inductancia total de la combinación en serie), energía magnética total almacenada, flujo magnético total y distribución de corriente. Usa estos valores para verificar tu diseño de circuito y asegurar clasificaciones de corriente apropiadas.
4. Verificar Clasificaciones de Corriente
Verifica que la corriente calculada a través de cada inductor no exceda su clasificación de corriente. Dado que la misma corriente fluye a través de todos los inductores en serie, asegúrate de que todos los inductores puedan manejar la corriente especificada sin saturación o sobrecalentamiento.

Escenarios de Cálculo Comunes:

  • Dos inductores iguales: L_equivalente = 2L, distribución de energía igual
  • Tres inductores: L_equivalente = L₁ + L₂ + L₃
  • Cálculo de energía: E_total = ½ × L_equivalente × I_total²
  • Flujo magnético: Φ_total = L_equivalente × I_total

Aplicaciones del Mundo Real de Inductores en Serie

  • Circuitos Filtro
  • Almacenamiento de Energía
  • Sistemas Electromagnéticos
Las configuraciones de inductores en serie encuentran numerosas aplicaciones en electrónica, desde circuitos filtro simples hasta sistemas complejos de almacenamiento de energía. Comprender estas aplicaciones ayuda en el diseño de circuitos efectivos.
Circuitos Filtro
Los inductores en serie se usan comúnmente en filtros paso bajo donde proporcionan reactancia inductiva para bloquear señales de alta frecuencia mientras permiten que pasen señales de baja frecuencia. La inductancia equivalente determina la frecuencia de corte y las características del filtro. Múltiples inductores en serie pueden crear respuestas de filtro más complejas.
Sistemas de Almacenamiento de Energía
Los inductores almacenan energía en sus campos magnéticos. Las conexiones en serie permiten mayor inductancia total, permitiendo mayor capacidad de almacenamiento de energía. Esto es útil en electrónica de potencia, sistemas de recolección de energía y aplicaciones de almacenamiento de energía electromagnética donde se necesitan almacenar y liberar grandes cantidades de energía.
Aplicaciones Electromagnéticas y RF
En circuitos de radio frecuencia (RF), los inductores en serie se usan para acoplamiento de impedancia, circuitos resonantes y sintonización de antenas. La inductancia equivalente afecta la frecuencia resonante y el ancho de banda de circuitos RF. Múltiples inductores pueden proporcionar mejor control sobre la respuesta de frecuencia.

Ejemplos de Aplicación:

  • Filtros paso bajo en sistemas de audio y comunicación
  • Almacenamiento de energía en fuentes de alimentación conmutadas
  • Acoplamiento de impedancia en circuitos RF y de antenas
  • Almacenamiento de energía magnética en sistemas electromagnéticos

Conceptos Erróneos Comunes y Métodos Correctos

  • Serie vs Paralelo
  • Distribución de Corriente
  • Almacenamiento de Energía
Existen varios conceptos erróneos sobre inductores en serie que pueden llevar a errores de diseño. Comprender estos ayuda a evitar trampas comunes y asegura operación correcta del circuito.
Concepto Erróneo: Los Inductores en Serie se Comportan Como Capacitores
A diferencia de los capacitores en serie, los inductores en serie tienen inductancia total aumentada. La inductancia equivalente siempre es mayor que el inductor individual más grande. Esto es porque la longitud efectiva del camino magnético aumenta en conexiones en serie, mejorando la inductancia general.
Mitos de Distribución de Corriente
Un error común es asumir diferentes valores de corriente a través de inductores con diferentes valores de inductancia. En realidad, la misma corriente fluye a través de todos los inductores en serie: I₁ = I₂ = I₃ = ... = Iₙ. El voltaje a través de cada inductor varía proporcionalmente a su inductancia.
Almacenamiento de Energía en Serie
La energía total almacenada en inductores en serie es igual a la suma de energías individuales: E_total = E₁ + E₂ + E₃ + ... + Eₙ. Sin embargo, la fórmula de inductancia equivalente afecta cómo se distribuye esta energía entre los inductores, con inductores más grandes almacenando más energía.

Consideraciones Importantes de Diseño:

  • Asegurar que todos los inductores puedan manejar la misma corriente
  • Considerar el acoplamiento magnético entre inductores cercanos
  • Tener en cuenta la resistencia y capacitancia parásitas
  • Verificar clasificaciones de corriente de saturación para todos los inductores

Derivación Matemática y Ejemplos

  • Derivación de Fórmulas
  • Ejemplos Numéricos
  • Cálculos Avanzados
Comprender los fundamentos matemáticos de los cálculos de inductores en serie proporciona una visión más profunda del comportamiento del circuito y permite enfoques de diseño más sofisticados.
Derivación de Inductancia Equivalente
La fórmula de inductancia equivalente Lequivalente = L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ puede derivarse de la ley de inducción de Faraday. Cuando los inductores están en serie, el voltaje inducido total es la suma de voltajes individuales: Vtotal = V₁ + V₂ + V₃ + ... + Vₙ. Dado que V = L(di/dt), obtenemos L_equivalente(di/dt) = L₁(di/dt) + L₂(di/dt) + L₃(di/dt) + ... + Lₙ(di/dt). Dividiendo por di/dt da la fórmula en serie.
Cálculos de Almacenamiento de Energía
La energía magnética almacenada en un inductor está dada por E = ½LI². Para inductores en serie, la energía total es Etotal = ½L₁I² + ½L₂I² + ½L₃I² + ... + ½LₙI² = ½(L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ)I² = ½LequivalenteI². Esto muestra que la energía total es igual a la energía almacenada en el inductor equivalente.
Cálculos de Flujo Magnético
El flujo magnético a través de un inductor es Φ = LI. Para inductores en serie, el flujo total es Φtotal = L₁I + L₂I + L₃I + ... + LₙI = (L₁ + L₂ + L₃ + ... + Lₙ)I = LequivalenteI. Esta relación es útil para análisis de circuitos magnéticos y diseño de transformadores.

Ejemplos Matemáticos:

  • Dos inductores de 1mH en serie: L_equivalente = 2mH
  • Energía con corriente de 2A: E = ½ × 0.002H × (2A)² = 4mJ
  • Tres inductores (1mH, 2mH, 3mH): L_equivalente = 6mH
  • Flujo magnético: Φ = 6mH × 2A = 12mWb