Inductancia y capacitancia









Introducción
El almacenamiento de energía en elementos del circuito eléctrico es otro aspecto en el desarrollo de circuitos flexibles y útiles. Dos elementos muy importantes de almacenamiento de energía son el inductor y el capacitor. Estos dos elementos terminales los han venido usando ampliamente los ingenieros electricistas por más de cien años.
El almacenamiento de energíaen elementos eléctricos puede describirse como análogo al almacenamiento de información en un circuito o en una gaveta de archivador, ya que esta puede utilizarse más tarde para propósitos complejos. Agregando inductores y capacitores al ya conocido resistor, se estará en posibilidad de construir circuitos eléctricos importantes y útiles.













Objetivo General
Adquirir losconocimientos básicos de la inductancia y capacitancia para el almacenamiento de la energía eléctrica y la resolución de problemas.
Objetivos Específicos
1. Comprender como se comporta un inductor y un capacitor en un circuito.
2. Conocer la intensidad que soporta un material dieléctrico.
3. Resolver circuitos RC y RL en serie, paralelo y mixto.







1 Inductancia
Llamaremosinductancia al campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través de una bobina de hilo conductor enrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rápidas o lentas. Al utilizar un inductor con un condensador, la tensión del inductor alcanza su valor máximo a una frecuencia dependiente de la capacitancia y de lainductancia.
La inductancia se representa por la letra L, que en un elemento de circuito se define por:
dL = L di/dt
La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras (vueltas) se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremosconsiderablemente la inductancia.
Valor de la inductancia
El valor de la inductancia viene determinado exclusivamente por las características geométricas de la bobina y por la permeabilidad magnética del espacio donde se encuentra. Así, para un solenoide, la inductancia, de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, viene determinada por: 

Donde μ es la permeabilidad absoluta del núcleo, N es el número deespiras, A es el área de la sección transversal del bobinado y l la longitud de las líneas de flujo.
El cálculo de l es bastante complicado a no ser que la bobina sea toroidal y aún así, resulta difícil si el núcleo presenta distintas permeabilidades en función de la intensidad que circule por la misma. En este caso, la determinación de l se realiza a partir de las curvas de imantación.
2Conexiones en Serie y Paralelo
En Serie: En un circuito serie están conectados dos o más inductores formando un camino continuo, es condición que se encuentren suficientemente alejados para que no exista acoplamiento entre ellos. Su ecuación para hallar la inductancia total es:
LT = L1 + L2 + L3 + … + Ln


En Paralelo: Cuando se conectan dos o más inductores a los mismos puntos, como se muestra enla siguiente figura, se dice que se encuentran en paralelo. Como en el circuito serie deben estar lo suficientemente alejados para que no exista acoplamiento entre ellos. Su ecuación para hallar la inductancia total es:
LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 + … + 1/Ln

3 Energía Almacenada en una Inductancia
La energía almacenada en el campo magnético de un inductor se calcula según la siguiente fórmula:W = I² L/2
Siendo:
W = energía (julios)
I = corriente (amperios)
L = inductancia (henrios)
4 Capacitancia
La capacitancia de un dispositivo es la medida de su capacidad de almacenar carga y energía potencial eléctrica. La unidad de capacitancia es el farad (F). Por tanto, si un capacitor tiene una capacitancia de un farad, una transferencia de carga de un coulomb al capacitor elevará su...