Un solenoide es un electroimán formado a partir de un cable que transporta corriente. Los electroimanes tienen campos magnéticos creados a partir de las corrientes. El cable de un solenoide a menudo se forma en una bobina helicoidal, y una pieza de metal como el hierro a menudo se inserta en el interior. Cuando un solenoide se dobla en forma de círculo o rosquilla, se denomina toroide.

Características

Un toroide tiene un campo magnético dentro de sí mismo que forma una serie de círculos concéntricos. Fuera de él, el campo es cero. La fuerza de este campo magnético depende de la cantidad de espirales que tenga el toroide en su cuerpo. El campo no es uniforme, porque el campo es más fuerte cerca de la parte interna del anillo que cerca de la parte exterior. Esto significa que si r es el radio del transformador, el campo magnético disminuye a medida que r aumenta.

Física

Los toroides son valiosos porque, como todos los solenoides, son inductores. Los inductores pueden inducir o provocar la creación de corrientes en las bobinas cercanas. Fueron inventados en agosto de 1831 por el físico inglés Michael Faraday. Fue Faraday quien descubrió que un campo magnético cambiante puede inducir un voltaje en un cable cercano, y esto se llama Ley de Inducción de Faraday. Los toroides también tienen lo que se conoce como autoinductancia, que es un tipo de resistencia. El toroide resiste o combate los cambios a su propia corriente, ya sea para agrandarla o hacerla más pequeña. La fuerza de la autoinductancia depende de la cantidad de bobinas y de la fuente de CA del toroide.

Transformadores toroidales

Los transformadores están hechos de un par de solenoides envueltos alrededor de un núcleo de metal que generalmente es una ferrita . Los transformadores toroidales son dos bobinas envueltas alrededor de un metal, como una ferrita o acero al silicio, que tiene forma de rosquilla. Las bobinas están envueltas en diferentes áreas o colocadas una encima de la otra. Son preferidos para los transformadores de RF o de radiofrecuencia, donde se usan para aumentar o disminuir el voltaje de las fuentes de alimentación y para aislar diferentes partes en un circuito. Los transformadores de RF también se usan para la adaptación de impedancias, lo que significa que ayudan a conectar partes de entrada y salida de diferentes circuitos.

Desventajas y ventajas

Los toroides tienen algunas desventajas con respecto a los solenoides normales. Son más difíciles de enrollar y también de sintonizar. Sin embargo, son más eficientes en la producción de inductancias necesarias. Para la misma inductancia que un solenoide regular, un toroide requiere menos giros y puede hacerse de menor tamaño. Otra ventaja es que dado que el campo magnético está confinado al interior, los toroides y los transformadores toroidales pueden colocarse cerca de otros componentes electrónicos sin preocuparse por interacciones inductivas no deseadas.

Utiliza

Los toroides se usan en telecomunicaciones , dispositivos médicos, instrumentos musicales, amplificadores, balastos y más. Un tokamak es un dispositivo de fusión nuclear que usa un campo magnético para confinar plasma. Un plasma es un gas que contiene electrones e iones libres, y solo aparece a altas temperaturas. El confinamiento del plasma en un tokamak se realiza con el uso de un toroide.