Inductores en Circuitos de Corriente Continua
Prueba: El voltaje DC en la bobina se enciende y apaga. Se mide la curva de voltaje en la bobina y la corriente.
Inductores en Circuitos de Corriente Continua
Cambio a la posición A:
El campo magnético de la bobina se incrementa, lo que significa que la bobina absorbe energía.
Cambio a la posición B:
El campo magnético de la bobina se debilita, lo que significa que la bobina disipa energía y actúa como una fuente de voltaje.
Si el voltaje en la bobina se apaga, supone un gran cambio en la corriente. La bobina reacciona a él e induce un voltaje, el llamado voltaje auto-inducido, que contrarresta el cambio en la corriente. En otras palabras: la bobina trata de mantener el flujo actual.
Una bobina tiene una inductancia L de 1 H (pronunciado “Henry”) cuando un voltaje auto-inducido de 1 V se genera en un segundo con un cambio constante de corriente de 1 A.
Símbolo de Inductancia en las fórmulas: L Unidad: Henry H o Ωs
La tensión de autoinducción es proporcional a la variación de la corriente en el tiempo. Se calcula mediante:
Uind = - dΦ = - L dI
. dt dt
Nota: El término inductancia también se utiliza generalmente como un término paraguas para la bobina.
¡Precaución al apagar los inductores! El voltaje auto-inducido puede ser varias veces mayor que el voltaje suministrado.
Factores que afectan la inductancia
Campo Magnético de una Bobina
La bobina puede almacenar energía en forma de campo magnético. La capacidad de la bobina para generar este campo magnético, es decir, la inductancia, depende de la intensidad de la corriente y de las propiedades geométricas de la propia mismo.
Los siguientes factores afectan la inductancia de una bobina:
Número de vueltas de alambre en la bobina
Cuanto mayor sea el número de vueltas de alambre en la bobina, mayor será la fuerza del campo magnético y, por lo tanto, mayor será la inductancia.
Área de la bobina
Una mayor superficie de la bobina significa una menor oposición a la formación del flujo del campo magnético, para una cantidad determinada de fuerza de campo.
Longitud de la bobina
Razón: La intensidad del campo magnético disminuye al aumentar la longitud.
La fórmula para calcular una inductancia es la siguiente (considerando una bobina con núcleo de aire):
En la que:
- L = inductancia
- Permeabilidad del ar µ0 = 4π 10-7 (H/m) o 1,257 * 10-6 Vs/Am
- N = número de vueltas de la bobina
- A = área de la sección transversal del núcleo en metros cuadrados
- l = longitud de la bobina en metros
Si insertamos un núcleo de un material ferromagnético, las propiedades inductivas de la bobina aumentarán. El factor por el que aumenta la conductividad magnética se describe mediante la llamada permeabilidad relativa μr. Así, nuestra fórmula cambia a:
Considerando la energía de una bobina:
Cuanto mayor es la inductancia L de una bobina, mayor es la energía que puede almacenar en su campo magnético. La ecuación para esto es:
E = 1 L * I2
. 2
Ejemplo: Una bobina de aire tiene las siguientes características: Número de vueltas 10000, longitud 20 cm, área de la sección transversal 20 cm2. ¿Cuál es la inductancia de la bobina?
