Inductancia

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  • Publicado : 5 de octubre de 2010
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Construcción
Un inductor está constituido usualmente por una cabeza hueca de una bobina de material conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un material ferroso, para incrementar su capacidad de magnetismo entre la Intensidad (inductancia).
Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando elmismo proceso utilizado para realizar microprocesadores. En estos casos se usa, comúnmente, el aluminio como material conductor. Sin embargo, es raro que se construyan inductores dentro de los circuitos integrados; es mucho más práctico usar un circuito llamado "girador" que, mediante un amplificador operacional, hace que un condensador se comporte como si fuese un inductor. El inductor consta delas siguientes partes:

Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.
Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.
Expansión polar: Es la parte dela pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro.
Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia.
Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.

También puedenfabricarse pequeños inductores, que se usan para frecuencias muy altas, con un conductor pasando a través de un cilindro de ferrita o granulado.
Energía almacenada
La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta disminuye. Matemáticamente se puede demostrar que la energía, [pic], almacenada por una bobina coninductancia [pic], que es recorrida por una corriente de intensidad [pic], viene dada por:
[pic]
Campo magnético
Para un solenoide largo en el cual la distancia entre uno de sus extremos al centro, es mucho mayor que el radio, el campo magnético es:
B=μo*n*I,
donde μo es =4π*10^-7 T·m/A ; n, es el número de espiras por unidad de longitud N/L;
I, la corrienteque pasa por el selenoide.
Inductancia
Autoinductancia, el flujo que atraviesa un circuito puede relacionarse con la corriente en el mismo y con las corrientes que circulan por los circuitos próximos. (No hay cercanía con ningún imán permanente).
[pic], donde Φm es el flujo magnético, A el área transversal de la bobina, y l la longitud.
Fuerza electromotriz autoinducida
Una variación de laintensidad de corriente ([pic]) dará como resultado una variación del campo magnético y, por lo mismo, un cambio en el flujo que está atravesando el circuito. De acuerdo con la Ley de Faraday, un cambio del flujo, origina una fuerza electromotriz autoinducida. Esta fuerza electromotriz, de acuerdo con la Ley de Lenz, se opondrá a la causa que lo origina, esto es, la variación de la corrienteeléctrica, por ello suele recibir el nombre de fuerza contraelectromotriz. Su valor viene dado por la siguiente ecuación diferencial:
[pic]
donde el signo menos indica que se opone a la causa que lo origina.
En un inductor ideal, la fuerza contra-electromotriz autoinducida es igual a la tensión aplicada al inductor. La fórmula precedente puede leerse de esta manera: Si uno de los bornes del inductor espositivo con respecto al otro, la corriente que entra por el primero aumenta con el tiempo.
Cuando el inductor no es ideal porque tiene una resistencia interna en serie, la tensión aplicada es igual a la suma de la caída de tensión sobre la resistencia interna más la fuerza contra-electromotriz autoinducida.
Comportamientos ideal y real
[pic]
Figura 2: Circuito con inductancia.
La bobina...
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