Calculadora de Solenoide (Campo Magnético e Inductancia)
Campo magnético dentro de una bobina, su inductancia por la fórmula de bobina larga y por la de Wheeler, la energía almacenada y el flujo, con la bobina dibujada a escala.
Resultados
Qué hace esta herramienta
Dentro de una bobina larga el campo es casi perfectamente uniforme y solo depende de las espiras por metro y de la corriente, no del diámetro. La fórmula de inductancia de los libros supone una bobina mucho más larga que ancha; en las bobinas reales el campo se escapa por los extremos y el valor sale más bajo. La fórmula de Wheeler, de 1928, lo tiene en cuenta y acierta a un 1 % aproximadamente en bobinas con núcleo de aire de longitud superior a 0,4 veces el diámetro, por eso se muestran las dos. Un núcleo de hierro multiplica el campo por su permeabilidad relativa solo hasta que se satura, entre 1,5 y 2 T en el hierro y mucho antes en la ferrita.
Fórmula
B = μ₀ μᵣ N I ÷ l · L = μ₀ μᵣ N² A ÷ l · Wheeler (aire): L[µH] = r² N² ÷ (2,54 × (9r + 10l)), r y l en cm
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
nt | Número de espiras | — |
l | Longitud de la bobina | cm |
d | Diámetro medio de espira | cm |
i | Corriente | A |
mr | Permeabilidad relativa µr | — |
B | Campo magnético | mT |
H | Campo magnetizante H | A/m |
L | Inductancia (fórmula de bobina larga) | µH |
LW | Inductancia, núcleo de aire (Wheeler) | µH |
W | Energía almacenada en el campo | mJ |
FX | Flujo magnético | µWb |
Ejemplo resuelto
- Número de espiras200
- Longitud de la bobina10 cm
- Diámetro medio de espira2 cm
- Corriente1 A
- Permeabilidad relativa µr1
- Campo magnético2,51327 mT
- Campo magnetizante H2000 A/m
- Inductancia (fórmula de bobina larga)157,914 µH
- Inductancia, núcleo de aire (Wheeler)144,477 µH
- Energía almacenada en el campo0,0789568 mJ
- Flujo magnético0,789568 µWb
Limitaciones
- La fórmula supone una geometría ideal — un hilo o una bobina infinitamente largos, una esfera perfectamente uniforme — en el vacío o en un material uniforme. Las piezas reales se acercan, pero los extremos, el metal cercano y los materiales magnéticos cambian el campo.
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.