Mi empresa utiliza supercaps para alimentar el dispositivo si se corta la corriente. Me preguntaba si se puede hacer lo mismo con un inductor. Si no se puede, ¿por qué no?
El campo magnético que almacena la energía es una función de la corriente que pasa por el inductor: sin corriente, no hay campo, no hay energía. Necesitarás un circuito activo para mantener esa corriente, una vez que cortes la corriente el inductor liberará la energía del campo magnético también como una corriente, y el inductor se convierte en una fuente de corriente (mientras que su dual, el condensador es una fuente de tensión).
Aspectos de la dualidad condensador-inductor en términos de almacenamiento de energía:
\begin{array}{ll} \mbox{Capacitor} & \mbox{Inductor} \\ \mbox{* stores energy in electric field} & \mbox{* stores energy in magnetic field} \\ \mbox{* must be open loop (infinite resistance) } & \mbox{* must be closed loop (zero resistance)} \\ \mbox{* loses energy through parallel resistance} & \mbox{* loses energy through series resistance} \end{array}
A superconductor puede sostener un campo magnético en un bucle de corriente de resistencia cero, sin embargo.
Desgraciadamente, en este tipo de imágenes siempre se ven las emanaciones de vapor de agua provocadas por el nitrógeno líquido, lo que significa temperaturas inferiores a -183 °C.
Lo que se ve ahí es agua que se condensa en el aire porque se ha enfriado lo suficiente como para que la humedad relativa sea superior al 100%. El gas N2 en sí mismo es invisible.
El problema es que la energía en un inductor se debe a la corriente, y la mayoría de los conductores prácticos tienen cierta resistencia; esto significa que la energía se drena continuamente en el calentamiento de la propia bobina a través de la pérdida I^2R. Esto puede superarse utilizando superconductores, que no tienen ninguna resistencia, pero el problema es que todos los superconductores conocidos actualmente tienen que enfriarse a temperaturas criogénicas. Además, mientras que un superconductor ideal seguiría siendo superconductor con cualquier corriente arbitraria, todos los superconductores conocidos (por lo visto) tienen algún límite superior a la densidad de corriente que pueden soportar antes de que el efecto se colapse.
\$\begin{array}{lcl} \textbf{Capacitive Storage} & & \textbf{Inductive Storage} \\ \mbox{Must have infinite internal resistance} & | & \mbox{Must have zero internal resistance} \\ \mbox{Voltage must stay in it forever} & | & \mbox{Current must flow through it forever} \\ \mbox{You deal with voltage} & | & \mbox{You deal with current} \\ \mbox{Self discharge may take years} & | & \mbox{Self discharges in very short time} \\ \mbox{Electric field doesn't leak outside much} & | & \mbox{Magnetic field may interfere other components} \\ \mbox{Lighter} & | & \mbox{Very heavy (iron, copper, etc)} \\ \mbox{May be cheaper} & | & \mbox{Fe and Cu may be very expensive in some countries} \\ \end{array}\$
Sí, la gente puede almacenar, y de hecho lo hace, energía en un inductor y utilizarla después.
La gente ha construido algunos almacenamiento de energía magnética superconductora unidades que almacenan un megajulio de energía durante un día, más o menos, con una eficiencia bastante alta, en un inductor formado por "alambre" superconductor. Me han dicho que varias compañías eléctricas han comprado algunas unidades de este tipo y las utilizan para mejorar la calidad de la energía.
La mayoría de la gente en Estados Unidos tiene docenas de convertidores de tensión conmutados. La mayoría de esos convertidores de tensión de conmutación almacenan gradualmente energía a un voltaje en un inductor o transformador, y luego "más tarde" extraen gradualmente esa energía del inductor o transformador a un voltaje más deseable, una y otra vez, a menudo 40.000 o un millón de veces por segundo.
Muchos populares proveedores de piezas electrónicas permiten clasificar los inductores por su Factor Q . El factor Q evalúa la capacidad de un inductor o un condensador para almacenar energía. En los reguladores de tensión de conmutación y otras aplicaciones de almacenamiento de energía, un Q más grande es mejor.
Los mejores inductores disponibles en el mercado (todos no superconductores) de los proveedores más conocidos tienen un factor Q de 150 a 25KHz. La mayoría de los condensadores tienen un orden de magnitud de almacenamiento de energía (Q más alto) que eso.
La gente puede almacenar, y de hecho lo hace, algo de energía en inductores para utilizarla más tarde. Pero en casi todos los almacenamiento de energía situaciones utilizamos otra cosa, porque esa otra cosa (a) tiene menores costes iniciales o (b) es más eficiente o (c) requiere menos espacio o (d) alguna combinación de las anteriores.
Un megajulio no es que mucho: una batería de coche almacena aproximadamente el doble. Y no estoy seguro de su escalabilidad; la gente no siempre se da cuenta de que la resistencia cero no significa que sea posible una densidad de corriente infinita. También creo que "más adelante" se refiere a un futuro más lejano que 1 microsegundo :-).
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