Ecuación de FEM del Transformador
E = 4.44 · f · N · Bmax · A
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve E = 4.44 × f × N × Bmax × A para Tensión RMS. Con Frecuencia 1 kHz, Número de Espiras 0.5, Densidad de Flujo Pico 0.5 T, Área del Núcleo 10 cm², el resultado es 1.11 V. Resuelve en 5 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.
Calculadora
Fórmula
Descripción
La ecuación de FEM del transformador da la tensión RMS inducida en un devanado a partir de la frecuencia de la red, el número de espiras, la densidad de flujo magnético pico en el núcleo y el área de la sección transversal del núcleo. La constante 4,44 es 2π/√2 y surge porque la FEM inducida es proporcional a la tasa de variación de un flujo sinusoidal. Es la relación fundamental que se usa para diseñar los devanados del transformador y para elegir un núcleo que no se sature a la tensión y frecuencia de operación.
Variables
- E — Tensión RMS del devanado (V)
- f — Frecuencia de la red (Hz)
- N — Número de espiras
- Bmax — Densidad de flujo pico en el núcleo (T)
- A — Área de la sección transversal del núcleo (m²)
Notas prácticas
Mantenga Bmax por debajo del límite de saturación del material del núcleo (típicamente 0,3–0,4 T para ferrita, 1,2–1,5 T para acero al silicio). Operar un transformador a una frecuencia menor eleva las espiras o la densidad de flujo necesarias, por lo que un transformador de 50 Hz es más grande que uno de 60 Hz de la misma potencia nominal.
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| E | Tensión RMS | V | pV, nV, µV, mV, V, kV |
| f | Frecuencia | Hz | Hz, kHz, MHz, GHz |
| N | Número de Espiras | — | — |
| Bmax | Densidad de Flujo Pico | T | G, mT, T |
| A | Área del Núcleo | cm² | mm², cm², m² |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Frecuencia 1 kHz, Número de Espiras 0.5, Densidad de Flujo Pico 0.5 T, Área del Núcleo 10 cm²
- 2. La relación: E = 4.44 × f × N × Bmax × A
- 3. Sustituir: f = 1 kHz, N = 0.5, Bmax = 0.5 T, A = 10 cm²
- 4. Resultado: Tensión RMS = 1.11 V
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Frecuencia 5 Hz, Número de Espiras 0.025, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm²
Resultado: Tensión RMS = 5.55 nV
Rango bajo
Datos: Frecuencia 50 Hz, Número de Espiras 0.25, Densidad de Flujo Pico 10 mT, Área del Núcleo 1 cm²
Resultado: Tensión RMS = 55.5 µV
Típico
Datos: Frecuencia 1 kHz, Número de Espiras 0.5, Densidad de Flujo Pico 0.5 T, Área del Núcleo 10 cm²
Resultado: Tensión RMS = 1.11 V
Rango alto
Datos: Frecuencia 20 kHz, Número de Espiras 0.8, Densidad de Flujo Pico 1.5 T, Área del Núcleo 100 cm²
Resultado: Tensión RMS = 1.066 kV
Rango máximo
Datos: Frecuencia 0.2 MHz, Número de Espiras 8, Densidad de Flujo Pico 15 T, Área del Núcleo 0.1 m²
Resultado: Tensión RMS = 10660 kV
Resolver para cada variable
Resolver Tensión RMS
Frecuencia 5 Hz, Número de Espiras 0.025, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm² → 5.55 nV
Resolver Frecuencia
Tensión RMS 0.33 V, Número de Espiras 0.025, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm² → 0.2973 GHz
Resolver Número de Espiras
Tensión RMS 0.33 V, Frecuencia 5 Hz, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm² → 1.49 × 10⁶
Resolver Densidad de Flujo Pico
Tensión RMS 0.33 V, Frecuencia 5 Hz, Número de Espiras 0.025, Área del Núcleo 10 mm² → 59460 T
Resolver Área del Núcleo
Tensión RMS 0.33 V, Frecuencia 5 Hz, Número de Espiras 0.025, Densidad de Flujo Pico 10 G → 594.6 m²
Cómo varía Tensión RMS con Frecuencia
| Frecuencia (entrada) | Tensión RMS (resultado) |
|---|---|
| 100 Hz | 111 mV |
| 0.25 kHz | 0.2775 V |
| 0.5 kHz | 0.555 V |
| 0.75 kHz | 0.8325 V |
| 1 kHz | 1.11 V |
| 1.5 kHz | 1.665 V |
| 2 kHz | 2.22 V |
| 4 kHz | 4.44 V |
| 7 kHz | 7.77 V |
| 10 kHz | 11.1 V |
El mismo resultado en otras unidades
| Unidad | Valor |
|---|---|
| µV | 1110000 |
| mV | 1110 |
| V | 1.11 |
| kV | 0.00111 |
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¿Cómo se calcula Ecuación de FEM del Transformador?
Usa E = 4.44 × f × N × Bmax × A. Con Frecuencia 1 kHz, Número de Espiras 0.5, Densidad de Flujo Pico 0.5 T, Área del Núcleo 10 cm², Tensión RMS resulta 1.11 V.
¿Cómo se calcula transformer emf?
Despeja Tensión RMS: con Frecuencia 50 Hz, Número de Espiras 0.25, Densidad de Flujo Pico 10 mT, Área del Núcleo 1 cm², Tensión RMS es 55.5 µV.
¿Cuál es la fórmula de Ecuación de FEM del Transformador?
La fórmula es E = 4.44 × f × N × Bmax × A. La ecuación de FEM del transformador da la tensión RMS inducida en un devanado a partir de la frecuencia de la red, el número de espiras, la densidad de flujo magnético pico en el núcleo y el área de la sección transversal del núcleo.
¿Cómo se obtiene Frecuencia conociendo los demás valores?
Despeja Frecuencia: con Tensión RMS 0.33 V, Número de Espiras 0.025, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm², Frecuencia es 0.2973 GHz.
¿Cómo se obtiene Número de Espiras conociendo los demás valores?
Despeja Número de Espiras: con Tensión RMS 0.33 V, Frecuencia 5 Hz, Densidad de Flujo Pico 10 G, Área del Núcleo 10 mm², Número de Espiras es 1.49 × 10⁶.
¿Qué unidades usa Ecuación de FEM del Transformador?
Tensión RMS se muestra en µV, mV, V, kV. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.
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