... Tengo 2 posibilidades: 1. usar un electroimán con núcleo de hierro, pero no podría llegar a los 20 khz, entonces tendría que laminarlo, ¿aun así podría hacerlo?
Para frecuencias poco mas de 400Hz sí. Para 20kHz olvidate.
2. Utilizo ferrita, resuelvo la frecuencia, pero la inductancia es baja, ¿y cuánto debo agrandar el núcleo para llegar a 2 tesla?
La inductancia es baja pero a las frecuencias que normalmente se utiliza no es problema.
A la ferrita se la hace trabajar hasta 0.3T , después satura.
A la chapa de hierro común hasta 1.2T.
A 2T el núcleo de chapa común está recontra saturado, eso es admisible en continua,
no en alterna.
Yo mismo podría responder estas preguntas si tuviera las fórmulas para calcular las dimensiones del núcleo, y cómo varían las dimensiones con la frecuencia, por eso te pregunto
Hay cosas que son de sentido común, si comercialmente
no ves equipos con núcleos de hierro trabajando a 20kHz sino de ferrita -->
Por alguna razón es.
El trabajo del link que pusiste es algo con fines educativos. Si lo tuyo es también con fines educativos adelante! Pero no te pongas a fijar condiciones como distancia, tipo de núcleo y rango de frecuencias porque con actitud positiva no vas a cambiar la física.
- Buscate chapas de un transformador -> cortalas y apilalas formando dos barras lo mas largas que puedas -> bobina una con el alambre de 2mm (vueltas: 200...1000, las que puedas) y la otra con alambre mas delgado pues la corriente será mucho menor.
Con qué tensión y frecuencia alimentar?, frecuencia 50/60Hz salvo que tengas un generador para eso no existe manera sencilla porque se depende de las características magnéticas y dimensiones del núcleo. Lo 2do lo podés medir, pero lo 1ro no tenés que qué, solo podés hacer un
ensayo.
Para eso lo alimentás con baja tensión y ves la corriente que circula. Con eso redimensionas las vueltas de acuerdo a la tensión que lo quieras alimentar. Salvo que le des pocas vueltas o baja corriente dudo que llegues a saturarlo (es un núcleo abierto) pero si llegara a pasar te vas a dar cuenta porque la corriente se va a ir por las nubes.
La distancia? Pues la que salga -> Vas alejando la bobina receptora y ves.
Pero te adelanto que las lineas de campo se cierran muy rápidamente, así que va a ser una distancia muy corta.
En el link usan un circuito
resonante porque así se aumenta la distancia, aunque si te tomás la molestia de leerlo vas a ver que usaron ferrite y el Q del circuito es altísimo (2000), usaron materiales de alta calidad y aun así de aclaran que al ser tan alto el Q no es fácil la sintonía.
También probaron con otro mas "terrenal" (Q=100) y la distancia obviamente fue menor.
Aun asi, el rendimiento siempre es bajísimo, excitan con 1400W para encender un televisor de 40W.