Post by CarlosPNo he seguido tu demostración para saber dónde tienes el error pero lo
cierto es que he hecho yo otra demostración y, en contra de lo que me
dictaba mi intuición y que yo tenía entendido, para ambos casos sale el
En mi demostración se obtiene un área ocupada por los conductores que, a
efectos prácticos, es la misma tanto para conductores de 0.85mm como para
conductores de 0.60mm. Cito textualmente el resultado que obtuve:
"Siendo para cada caso el area lateral de un devanado de 100 espiras de
hilo de 0.85, y otro de 200 espiras de hilo de 0.60:
A85 = 100*pi*(0.85/2)^2 + 100*0.1579468280/3 = 62.01mm^2
A60 = 200*pi*(0.60/2)^2 + 200*0.0843246749/3 = 62.17mm^2"
62.01 frente a 62.17. -> prácticamente el mismo espacio ocupado
No veo que exista ningún error, salvo posibles errores acumulativos
debidos al cálculo numérico de las integrales.
Post by CarlosPTenemos 4 conductores de radio r apilados tal como indicas. Si unimos sus
centros tenemos una figura, un rombo, que repetida nos completa todo el
espacio. Así que podemos emplearla para calcular el porcentaje de
Si obtienes una figura parecida a un rombo, es que no estás apilando los
conductores de la forma que yo indico. Apilándolos paralelos 2 a 2, se
obtiene esa especie de 'rombo', que es en realidad algo más parecido a una
hipocicloide de tipo astroide:
(http://www.matematicas.net/paraiso/cabri.php?id=astroid)
En tal caso, puedes hacer una aproximación de primer órden considerando
que tal curva es en realidad un rombo. Tal aproximación sería exacta si los
cables tuviesen sección rómbica en lugar de circular.
En mi caso, hice los cálculos considerando el apilamiendo de los
conductores 3 a 3, de forma que la figura que queda es una hipocicloide de
tipo deltoide:
(http://www.matematicas.net/paraiso/cabri.php?id=deltoide)
El área de tal figura se calcula con las integrales que expuse en mi
anterior post, claro siempre, salvo error u omisión.
Post by CarlosPaprovechamiento total.
La superficie del rombo es base por altura: Sr = 2r raiz(4r^2-r^2) =
= 2 raiz(3) r^2
Y la superficie ocupada por conductor es la superficie de 4 sectores
circulares de 120º, 60º, 120º y 60º lo que hace un total de 360º, es decir,
la superficie de un círculo.
La superficie ocupada por conductores es: Sc = (pi) r^2
El porcentaje de aprovechamiento de espacio es: Sc / Sr =
= (pi) r^2 / 2 raiz(3) r^2 = (pi) / (2 raiz(3)) = 90,69%
Pero eso no tiene mucha lógica. Según este resultado el área del
conductor es menor que el espacio que queda entre conductores. La
aproximación es bastante pesimista, porque el área del rombo es mucho mayor
que el área que queda entre conductores reálmente.
Post by CarlosPPor tanto el porcentaje de aprovechamiento de espacio es independiente del
radio de los conductores y siempre igual a un 90,69%.
Mas bien ese sería el ratio área del círculo/área del rombo, que por
supuesto va a ser constante para todo r.
Definiendo el aprovechamiento del espacio como:
|área útil - área no útil|/(área total) *100 [%] (#1)
y normalizando a 1m^2, según tus cálculos quedaría:
Sc = Sr*0.9069
área total = Sc + Sr (totales promedio) = 1m^2
área útil = Sc
área no útil = Sr
calculamos:
Sr*0.9069 + Sr = 1m^2 -> Sr = 1m^2/1.9069 = 0.5244m^2
Sc = (1/1.9069)*0.9069 = 0.4756m^2
Por lo que el aprovechamiento del espacio sería (según mi definición
#1):
|Sc - Sr|/1m^2 *100 = |0.4756 - 0.5244|m^2/1m^2 *100 = 4.88% !!!
Tomando los datos de mi ejemplo (para el caso de hilos con diámetro
0.60):
Voy a transformar las cantidades para obtener el radio Sc/Sr que tu
obtuviste con tu modelo, para que los resultados cuadren en igualdad de
condiciones:
Ai0.60 = 0.0843246749mm^2 = Sr
Ac0.60 = (0.6/2)^*pi = 0.2827mm^2 = Sc
Sc/Sr = 0.2827/0.084324674 = 3.353 (335.3%)
Operando igual que ántes, y tomando un área de referencia de 1m^2:
Sc = Sr*3.353
Sr + Sc = 1m^2
Sr + Sr*3.353 = 1m^2 -> Sr = 1m^2/4.353 = 0.2297m^2
Sc = (1/4.353)*3.353 = 0.7703 m^2
El aprovechamiento del espacio, sería:
|Sc - Sr|/1m^2 *100 = |0.7703 - 0.2297|m^2/1m^2 *100 = 54.06%
Aún así, se pierde bastante espacio.
Si alguien tiene ganas y tiempo, sería curioso hacer este sencillo
cálculo para el caso de conductores de diámetro 0.85mm, a ver si se
mantienen los porcentajes.
Saludos,
Jorge
Post by CarlosPSaludos.
CarlosP.