Inductores

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INDUCTORES
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energíaen forma de campo magnético.
Inductor

Inductores de bajo costo.
Tipo Pasivo

Principio de funcionamiento Inducción electromagnética

Fecha de invención Michael Faraday(1831)

Símbolo electrónico



Construcción
Un inductor estáconstituido usualmente por una cabeza hueca de una bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero magnético), para incrementar su capacidad de magnetismo.
Los inductores pueden también estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado pararealizarmicroprocesadores. 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.


Figura 1: Inductores, también llamados bobinas.
El inductor constade las siguientes partes:
 Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por lacorriente eléctrica.
 Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.
 Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y laexpansión polar.
 Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.
 Expansión polar: Es la parte de la 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.También pueden fabricarse 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, , almacenada por una bobinacon inductancia , que es recorrida por una corriente de intensidad , viene dada por:

Modelo matemático de una bobina
Sea una bobina o solenoide de longitud l, sección S y de un número de espiras N, por el que circula una corriente eléctrica i(t).
Aplicando la Ley de Biot-Savart que relaciona la inducción magnética, B(t), con la causa que la produce, es decir, la corriente i(t) que circulapor el solenoide, se obtiene que el flujo magnético Φ(t) que abarca es igual a:


Si el flujo magnético es variable en el tiempo, se genera en cada espira, según la Ley de Faraday, una fuerza electromotriz (f.e.m.) de autoinducción que, según la Ley de Lenz, tiende a oponerse a la causa que la produce, es decir, a la variación de la corriente eléctrica que genera dicho flujo magnético. Poresta razón suele llamarse fuerza contraelectromotriz. Ésta tiene el valor:

A la expresión se le denomina Coeficiente de autoinducción, L, el cuál relaciona la variación de corriente con la f.e.m. inducida y, como se puede ver, depende únicamente de la geometría de la bobina o solenoide. Se mide en Henrios.
Así obtenemos la expresión:

Suponiendo una bobina ideal, (figura 2), sin pérdidas decarga, aplicando la segunda Ley de Kirchhoff, se tiene que:

Es decir, en toda bobina eléctrica dentro de un circuito se produce en ella una caída de tensión:

Despejando la intensidad:


Figura 2: Circuito con inductancia.
Si en el instante t = 0, la bobina está cargada con una corriente I, ésta se puede sustituir por una bobina descargada y una fuente de intensidad de valor i(0)...
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