¿Cómo funciona el inductor?

Un inductor no es más que un cable aislado enrollado firmemente alrededor de un núcleo magnético. El núcleo puede ser de un material ferromagnético o plástico, o en algunos casos hueco (aire). Esto se basa en el principio de que el flujo magnético se desarrolla alrededor del conductor por el que circula corriente. Si conoce los condensadores, estará familiarizado con el hecho de que los condensadores almacenan energía almacenando cargas iguales y opuestas en sus placas. De manera similar, un inductor almacena energía en forma de un campo magnético que se desarrolla a su alrededor. Los inductores responden de manera diferente a CA y CC. Pero antes de profundizar en “cómo funcionan los inductores”. Veamos su estructura y características.

Estructura del inductor:

Los inductores son muy sencillos de construir a partir de todos los demás componentes utilizados en la electrónica. Esta es una guía para hacer un inductor simple. Sólo se necesitan un cable aislante y un material de núcleo magnético para envolver la bobina. Un núcleo magnético no es más que un material alrededor del cual se enrollan los cables, como se muestra en la imagen de arriba. Existen diferentes tipos de inductores según el material del núcleo utilizado. Algunos materiales de núcleo comunes utilizados son hierro, imanes de hierro, etc. Además del tipo de material del núcleo, también viene en diferentes tamaños y formas, incluidos cilindros, varillas, torodos y láminas. Por el contrario, existen inductores sin ningún núcleo magnético físico. Se denominan inductores huecos o inductores huecos. El núcleo magnético juega un papel importante en el cambio de la inductancia del inductor.

¿Cómo funciona el inductor?

Comencemos afirmando el hecho de que "se producirá un flujo magnético en un conductor por el que circula corriente". De manera similar, cuando una corriente eléctrica pasa a través de un inductor, crea un flujo magnético a su alrededor. En otras palabras, la energía aplicada al inductor se almacena en forma de flujo magnético. El flujo magnético se desarrollará en dirección opuesta al flujo de corriente. Por tanto, el inductor es resistente a cambios bruscos en la corriente que fluye a través de él. Esta capacidad de los inductores se llama inductancia y cada inductor tendrá cierta inductancia. Esto viene dado por el símbolo L y en unidades de Henry.

La inductancia del inductor depende de la forma de la bobina, el número de vueltas del devanado del núcleo magnético, el área del núcleo magnético y la permeabilidad del material del núcleo magnético. La inductancia del inductor viene dada por la siguiente fórmula

L = μN2A/L

L - Inductancia de la bobina

μ - Permeabilidad del material del núcleo.

A - Área de la bobina (m2)

N - Número de vueltas en una bobina

l - Longitud media de la bobina (m)

Inductores en circuitos de CA:

Como se mencionó anteriormente, los inductores actúan de manera diferente en las fuentes de señal de CA que de CC. Cuando se aplica una señal de CA a un inductor, se crea un campo magnético que varía con el tiempo porque la corriente que produce el campo magnético varía con el tiempo. Según la ley de Faraday, este fenómeno crea una tensión autoinductiva en el inductor. El voltaje autoinducido se expresa por VL. De hecho, los voltajes generados en ambos extremos del inductor actúan en dirección opuesta a las corrientes que los resisten. El voltaje en ambos extremos del inductor viene dado por la siguiente fórmula

VL =L di/dt

VL - Tensión autoinducida

di/dt - Cambio en la corriente en relación con el tiempo

Si una corriente de 1 amperio fluye a través de un inductor Henry en relación con 1 segundo, se generará en el inductor.

"v. Ahora puede ver cómo la corriente que fluye a través del inductor afecta el voltaje generado en ambos extremos. El voltaje resultante es lo opuesto a la corriente que fluye a través del inductor.

VI características de los inductores:

Consultemos la curva característica VI del inductor para comprender mejor los conceptos anteriores. A medida que un ciclo positivo de la señal de CA pasa a través del inductor, la corriente aumenta. Sabemos que el inductor odia los cambios de corriente, por lo que produce un voltaje inducido contra la corriente que lo provoca. Puede observar esto a 0 grado en la figura anterior, donde el voltaje inducido será el máximo cuando la corriente comience a aumentar. Una vez que la corriente alcanza su máximo, el voltaje inducido se vuelve negativo en un intento de evitar que la corriente disminuya.

Este ciclo se repite y en la figura anterior podemos observar que el voltaje inducido generado en el inductor actuará sobre la corriente variable que fluye a través de él. Aquí, se dice que el voltaje y la corriente están desfasados ​​90 grados. Así, a través de señales de corriente alterna, el inductor almacena y libera energía en forma de campo magnético en un ciclo continuo.

Inductores en un circuito de corriente continua:

Ahora entendemos cómo funcionan los inductores con fuentes de señal de CA. Veamos cómo reacciona cuando se usa con una fuente de señal CC. Recuerde que la fórmula para el voltaje inducido en ambos extremos del inductor viene dada por la siguiente fórmula

VL =L di/dt

Cuando se utiliza una fuente de señal de CC, el cambio de corriente en relación con el tiempo será cero, lo que dará como resultado un voltaje inducido cero en ambos extremos del inductor. En pocas palabras, en un circuito de corriente continua, el inductor se comporta como un simple cable ordinario y su cable genera cierta resistencia. Sin embargo, hay más cuando se utiliza un inductor con una fuente de señal de CC en un circuito real. En un circuito real, la corriente tarda muy poco en alcanzar su máximo desde cero. En este momento, habrá un voltaje inducido en ambos extremos del inductor, que será un máximo negativo cuando la corriente comience a pasar de cero a su máximo. Una vez que la corriente alcanza un estado de CC estable, el voltaje inducido cae bruscamente a cero y se vuelve obsoleto. Cuando se utiliza con una fuente de señal de CC, el inductor exhibirá picos de voltaje inducidos de corto alcance.

Reactancia inductiva:

Otra cosa importante que hay que saber sobre los inductores es la reactancia. Esta es la característica de resistencia de componentes como condensadores e inductores a señales eléctricas de CA. La reactancia mostrada por el inductor se llama reactancia inductiva y viene dada por la fórmula

XL=2πFL

De la fórmula se puede inferir que la reactancia aumenta a medida que aumenta la frecuencia de la señal de CA, teniendo en cuenta que el inductor odia las corrientes cambiantes, por lo que exhibe una mayor reactancia ante señales de alta frecuencia. Cuando la frecuencia es cercana a cero o la señal de CC pasa, la reactancia se vuelve cero, al igual que el conductor por el que pasa la señal de entrada.