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Adaptando la fórmula para el cálculo de la inductancia de inductores espirales planos a la nueva forma geométrica ovalada, ideal para diseñar sistemas de transferencia de energía inalámbrica para dispositivos inteligentes

Autores: Pacurar, Claudia; Topa, Vasile; Constantinescu, Claudia; Munteanu, Calin; Gliga, Marian; Andreica, Sergiu; Giurgiuman, Adina

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Adaptando la fórmula para el cálculo de la inductancia de inductores espirales planos a la nueva forma geométrica ovalada, ideal para diseñar sistemas de transferencia de energía inalámbrica para dispositivos inteligentes


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Espirales inductoras
Formas geométricas
Forma ovalada
Cálculo de inductancia
Transferencia de energía inalámbrica
Nuevo diseño

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los inductores espirales más utilizados, en la literatura científica disponible y en nuestras actividades de investigación, hasta ahora, han sido aquellos con formas geométricas cuadradas, hexagonales, octagonales y circulares. La geometría juega un papel importante en la eficiencia de estos inductores cuando se utilizan en transferencia de energía inalámbrica. En este artículo, se diseña una nueva forma geométrica combinando el cuadrado y el círculo para crear una forma ovalada de un inductor espiral plano. Los inductores con esta nueva forma se diseñan, modelan numéricamente y se construyen prácticamente para pruebas experimentales. La fórmula para el cálculo de la inductancia de inductores espirales planos se adapta para esta nueva forma ovalada. Se han determinado nuevos coeficientes geométricos, necesarios para la fórmula de cálculo de la inductancia. La nueva fórmula para el cálculo de la inductancia se valida tanto analíticamente, comparando los resultados con los de la modelización numérica, como experimentalmente, comparando con mediciones, para una amplia gama de inductores espirales ovalados. Se diseñan de forma óptima, se modelan numéricamente, se construyen prácticamente y se prueban experimentalmente cinco conjuntos de diferentes inductores espirales ovalados. Al diseñar esta nueva forma para inductores espirales planos, la inductancia se incrementa 2.16 veces en comparación con la forma cuadrada, 1.84 veces en comparación con la hexagonal, 2.12 veces en comparación con la octagonal y 2.52 veces en comparación con las formas circulares. El diseño del nuevo inductor espiral ovalado será muy útil para construir sistemas de transferencia de energía inalámbrica para marcapasos, teléfonos inteligentes, relojes inteligentes y/o cualquier otro tipo de dispositivo inteligente.

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