Una corriente alterna a través de una bobina de emisión induce una tensión alterna en una bobina de recepción. En un transformador normal, la bobina receptora se denomina devanado secundario y recibe aproximadamente el 97% del flujo magnético producido por la bobina de emisión (primario).
Lo que hay que diseñar es un transformador con un pequeño entrehierro. El uso de ferritas es una buena idea porque así se puede acortar el entrehierro y dirigir realmente el flujo magnético alterno a donde tiene que ir: cuanto mayor sea el porcentaje de flujo recibido a través del secundario, más potencia se puede transmitir efectivamente a una carga receptora.
Sin embargo, cuando se da una situación en la que el flujo acoplado es una fracción mucho menor (digamos el 50%) hay que empezar a hacer trucos y uno de ellos es hacer funcionar las bobinas entre varios kHz y cientos de kHz y sintonizar las bobinas (al fin y al cabo son inductores) con condensadores para que resuenen. Lo que ocurre cuando la bobina de transmisión resuena es que se amplifica la corriente en la bobina y esto aumenta el flujo magnético y se recibe más flujo (puede que siga estando acoplado al 50% pero, para un estímulo dado de corriente al circuito primario sintonizado, puede haber el doble o más de corriente en esa bobina real).
Esto me lleva a señalar una de las cosas que hay que tener cuidado - si usted tiene un primario muy sintonizado, fuera de carga, es decir, no la interfaz con la carga en el secundario, la tensión en los terminales de la bobina de transmisión puede crear corrientes masivas y bang, se fríe la bobina. Tienes que tener un mecanismo que limite la corriente en la bobina de transmisión y esto puede ser un poco sofisticado.
En un transformador normal, si se toma una corriente del secundario, ésta se refleja en una corriente en el primario que, en efecto, "obliga" a la tensión secundaria a permanecer regulada en gran medida. No es así cuando el acoplamiento es bajo.
Puedes cortocircuitar el devanado secundario/receptor y verás que la corriente del devanado de transmisión aumenta, pero no se vuelve loca como en un transformador normal. Esto también se debe a la falta de acoplamiento al 100% y, en última instancia, define cuánta potencia se puede transferir a una distancia y topología de bobina determinadas.
Si necesitas las matemáticas, aquí tienes una imagen que puede ayudarte: -
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La imagen de arriba es para bobinas totalmente en aire - claramente si usas ferritas para minimizar el hueco la fórmula del flujo recibido reduce efectivamente la dimensión Z y, como las bobinas se acercan mucho (y del mismo diámetro) tienes un transformador normal. También vale la pena señalar que la sintonización de la bobina de recepción con un condensador también va a significar que usted puede conseguir más corriente - Sé que no se ve de esta manera, pero la bobina de recepción con un condensador físicamente paralelo es, de hecho, un circuito sintonizado en serie debido a la forma en que la tensión se induce en serie con la bobina de recepción - cuando esto sucede la inductancia de fuga de la bobina secundaria / receptor está totalmente cancelado lo que significa que la impedancia de salida de la bobina sólo está limitada por la resistencia interna de las bobinas.
Buena suerte y, si tienes oportunidad, cuéntanos cómo te va con tu diseño. Parte de mi trabajo es la alimentación de la electrónica de rotación (cosas en los motores a reacción utilizados para recopilar datos) y tenemos que tirar un par de vatios a través de una brecha a veces considerable de hasta 40 mm con bobinas generalmente no ideales así que tengo un interés personal.
