INDUCTORES - Primera Parte -

INDUCTORES

1-1 Introducción
Un inductor ideal es un elemento pasivo, de dos terminales, que se caracteriza porque la tensión en los extremos proporcional a la velocidad de variación de la corriente que circula por el mismo.



La constante de proporcionalidad es la inductancia del elemento. La inductancia es una propiedad de los elementos (o circuitos eléctricos) en virtud de la cuallos mismos se oponen a toda variación de la corriente que los recorre. Una variación de corriente genera una f.e.m. inducida

(1)

El signo negativo indica que la f.e.m. inducida se opone a la f.e.m. que produce la variación de corriente.
La f.e.m. inducida en un elemento puede deberse a una variación de corriente que circula por el mismo elemento (autoinducción) o a una variación decorriente que circula por otro elemento (inducción mutua). El término inductancia (sin otro calificativo) se utiliza en relación al fenómeno de autoinducción.
La unidad dimensional de la inductancia es el henrio, cuando una variación de corriente de un amperio en un segundo, desarrolla en el mismo una f.e.m. de un voltio.
Cualquier tramo de un circuito, aún una pequeña longitud de conductor,considerada como parte de un circuito cerrado, posee inductancia.
En la práctica se concentran determinados valores de inductancia en elementos de circuitos, denominados inductores.
Un inductor ideal es un elemento libre de pérdidas y capaz de almacenar energía bajo forma de energía magnética.
La energía almacenada en el campo magnético en Julios o Vatios-segundo, es:



Los factores que determinanla inductancia de un inductor pueden obtenerse partiendo de un inductor elemental que conste de un núcleo toroidal de permeabilidad (H/m) de sección transversal (m2) y longitud media (m) sobre el que está uniformemente devanado un arrollamiento de espiras.




En estas condiciones, si por un conductor circula una corriente se tiene un flujo


y recordando que:


se reemplaza,obteniéndose:

(2)

Comparando (1) y (2)

(3)

Esta relación puede también expresarse como:



En una forma más general, como:



Es decir que la inductancia de un inductor es proporcional al cuadrado del número de espiras, e inversamente proporcional a la reluctancia del circuito magnético. Es interesante destacar que las características no lineales B-H de los materiales magnéticoshacen, que cuando se usan estos materiales, el valor de la inductancia puede variar en función de la corriente circulante.
En un inductor ideal, o en una inductancia pura, la corriente circulante estará desfasada 90° en atraso con respecto a la tensión aplicada.




En los inductores reales, esta premisa no se cumple debido a pérdidas de energía; pérdidas que fundamentalmente puedenagruparse en:

a) Pérdidas en el bobinado
b) Pérdidas en el núcleo

En los inductores llamados “con núcleo de aire” no existen pérdidas en el núcleo.
Las pérdidas en el bobinado pueden clasificarse en:
1 – Pérdidas debidas a la resistencia propia del bobinado
2 – Pérdidas debidas a corrientes parásitas en el bobinado
3 – Pérdidas debidas a las capacitancias parásitas, y fundamentalmente porconductancia
a través del aislante, de la forma, etc.

Las pérdidas en el núcleo pueden clasificarse en:

4 – Pérdidas por corrientes parásitas
5 – Pérdidas por histéresis magnética
6 – Pérdidas residuales

Las pérdidas residuales, se deben a causas no bien conocidas. Lo más probable es que en frecuencias muy altas tengan relación con las resonancias mecánicas de los imaneselementales del material del núcleo, y tienen relativa importancia con valores bajos de inducción, para los cuáles las pérdidas por corrientes parásitas y por histéresis son pequeñas; las pérdidas residuales no pueden ser calculadas, pero se obtienen restando de las pérdidas totales medidas, las pérdidas por corrientes parásitas y por histéresis.
Además hay que tener en cuenta que cuando un inductor...