practica
Páginas: 5 (1211 palabras)
Publicado: 5 de junio de 2015
PRÁCTICA 10
INDUCTANCIA (L) Y CIRCUITO RCL
INTRODUCCIÓN
Un inductor, solenoide o bobina, consiste en un hilo conductor generalmente de cobre revestido por barniz aislante, enrollado sobre un soporte cilíndrico o rectangular (hueco) de material no metálico y dentro del cual puede haber un núcleo ferromagnético o simplemente aire.
El paso de la corrienteeléctrica por una bobina produce un campo magnético (esquemáticamente se representa mediante líneas de fuerza) en su entorno, de iguales características y propiedades que las de un imán con la misma geometría.
Una característica importante de las bobinas, es que se oponen a los cambios en el flujo de la corriente que circula por ellas por lo que se dice que posee inercia eléctrica también llamadaautoinducción o inductancia.
Cuando varía la corriente en una bobina, el campo magnético resultante varía a lo ancho del propio conductor e induce en él un voltaje; este voltaje autoinducido se opone al voltaje aplicado. La autoinducción es, por lo tanto, análoga a la inercia mecánica.
La cantidad de autoinducción de una bobina, es decir, su inductancia, se mide en Henrios (H) y está determinada porla geometría de la bobina y las propiedades magnéticas del núcleo. Como 1H es un valor muy alto, generalmente se utilizan el milihenrio (mH) y el microhenrio (H).
El núcleo de una bobina puede ser aire o algún otro material. Desde el punto de vista magnético, los materiales se clasifican en:
Ferromagnéticos: Permiten con mucha facilidad el paso de las líneas de fuerza magnética.
Paramagnéticos:Permiten relativamente el paso de las líneas de fuerza magnética.
Diamagnéticos: No permiten el paso de las líneas de fuerza magnética.
Existe una constante que se le asignó a cada tipo de material para el estudio cuantitativo de sus propiedades magnéticas, se llama permeabilidad y se representa por la letra griega . Así por ejemplo, la permeabilidad del vacío es :
Algunas de lasaplicaciones de las bobinas son:
En el sistema de ignición y de arranque de un automóvil.
En los sistemas de iluminación con tubos fluorescentes y que comúnmente se llama balastro.
Transformadores.
Bocinas.
Electroimanes.
Filtros de señales eléctricas. Etc.
Por otra parte, un inductor se puede utilizar en combinación con resistores y capacitores. La combinación más sencilla es conectando todos loselementos en serie como se muestra en el circuito de la Figura 10.1. Para este circuito, la ley de voltajes de Kirchhoff después de que el interruptor se ha cerrado es:
que se puede escribir como:
diferenciando respecto a t y dividiendo entre L:
Figura 10.1
Como puede verse, la ecuación del circuito R-C-L en serie es de segundo orden, de aquí que su solución contiene dos constantesque están determinadas por dos condiciones, impuestas usualmente a t = 0.
Según los valores relativos de los parámetros del circuito, su solución será sobreamortiguada, críticamente amortiguada o subamortiguada (oscilatoria). El modelo mecánico mostrado en la Figura 10.2 ayuda a visualizar las tres posibilidades: La masa M tiene dos aletas amortiguadoras ajustables D, las cuales restringen elmovimiento vertical. Si la masa se desplaza de su posición de reposo (z = 0) y se libra a t = 0, regresará por último al reposo en z = 0, sin embargo, puede hacerlo en un movimiento sobreamortiguado (curva 1 en la Figura 10.3), en un movimiento críticamente amortiguado (curva 2) o en un movimiento oscilatorio (curva 3).
Figura 10.2
Figura 10.3
CUESTIONARIO PREVIO
1. Explique que es lainductancia.
2. ¿Cuales son los símbolos para una bobina con núcleo de aire y con núcleo de hierro?
3. ¿Cuales son las expresiones matemáticas para determinar la inductancia de:
a) Un solenoide recto de sección circular?
b) Un toroide de sección rectangular?
4. ¿Depende la inductancia de una bobina de la corriente que por ella circula?
5. Calcule la inductancia de un solenoide (una bobina larga)...
PRÁCTICA 10
INDUCTANCIA (L) Y CIRCUITO RCL
INTRODUCCIÓN
Un inductor, solenoide o bobina, consiste en un hilo conductor generalmente de cobre revestido por barniz aislante, enrollado sobre un soporte cilíndrico o rectangular (hueco) de material no metálico y dentro del cual puede haber un núcleo ferromagnético o simplemente aire.
El paso de la corrienteeléctrica por una bobina produce un campo magnético (esquemáticamente se representa mediante líneas de fuerza) en su entorno, de iguales características y propiedades que las de un imán con la misma geometría.
Una característica importante de las bobinas, es que se oponen a los cambios en el flujo de la corriente que circula por ellas por lo que se dice que posee inercia eléctrica también llamadaautoinducción o inductancia.
Cuando varía la corriente en una bobina, el campo magnético resultante varía a lo ancho del propio conductor e induce en él un voltaje; este voltaje autoinducido se opone al voltaje aplicado. La autoinducción es, por lo tanto, análoga a la inercia mecánica.
La cantidad de autoinducción de una bobina, es decir, su inductancia, se mide en Henrios (H) y está determinada porla geometría de la bobina y las propiedades magnéticas del núcleo. Como 1H es un valor muy alto, generalmente se utilizan el milihenrio (mH) y el microhenrio (H).
El núcleo de una bobina puede ser aire o algún otro material. Desde el punto de vista magnético, los materiales se clasifican en:
Ferromagnéticos: Permiten con mucha facilidad el paso de las líneas de fuerza magnética.
Paramagnéticos:Permiten relativamente el paso de las líneas de fuerza magnética.
Diamagnéticos: No permiten el paso de las líneas de fuerza magnética.
Existe una constante que se le asignó a cada tipo de material para el estudio cuantitativo de sus propiedades magnéticas, se llama permeabilidad y se representa por la letra griega . Así por ejemplo, la permeabilidad del vacío es :
Algunas de lasaplicaciones de las bobinas son:
En el sistema de ignición y de arranque de un automóvil.
En los sistemas de iluminación con tubos fluorescentes y que comúnmente se llama balastro.
Transformadores.
Bocinas.
Electroimanes.
Filtros de señales eléctricas. Etc.
Por otra parte, un inductor se puede utilizar en combinación con resistores y capacitores. La combinación más sencilla es conectando todos loselementos en serie como se muestra en el circuito de la Figura 10.1. Para este circuito, la ley de voltajes de Kirchhoff después de que el interruptor se ha cerrado es:
que se puede escribir como:
diferenciando respecto a t y dividiendo entre L:
Figura 10.1
Como puede verse, la ecuación del circuito R-C-L en serie es de segundo orden, de aquí que su solución contiene dos constantesque están determinadas por dos condiciones, impuestas usualmente a t = 0.
Según los valores relativos de los parámetros del circuito, su solución será sobreamortiguada, críticamente amortiguada o subamortiguada (oscilatoria). El modelo mecánico mostrado en la Figura 10.2 ayuda a visualizar las tres posibilidades: La masa M tiene dos aletas amortiguadoras ajustables D, las cuales restringen elmovimiento vertical. Si la masa se desplaza de su posición de reposo (z = 0) y se libra a t = 0, regresará por último al reposo en z = 0, sin embargo, puede hacerlo en un movimiento sobreamortiguado (curva 1 en la Figura 10.3), en un movimiento críticamente amortiguado (curva 2) o en un movimiento oscilatorio (curva 3).
Figura 10.2
Figura 10.3
CUESTIONARIO PREVIO
1. Explique que es lainductancia.
2. ¿Cuales son los símbolos para una bobina con núcleo de aire y con núcleo de hierro?
3. ¿Cuales son las expresiones matemáticas para determinar la inductancia de:
a) Un solenoide recto de sección circular?
b) Un toroide de sección rectangular?
4. ¿Depende la inductancia de una bobina de la corriente que por ella circula?
5. Calcule la inductancia de un solenoide (una bobina larga)...
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