Conozca cómo funcionan los inductores, dónde los usamos, por qué los usamos, los diferentes tipos y por qué son importantes.
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Recuerde que la electricidad es peligrosa y puede ser fatal, debe estar calificado y ser competente para llevar a cabo cualquier trabajo eléctrico.
¿Qué Es Un Inductor?
Un inductor es un componente de un circuito eléctrico que almacena energía en su campo magnético. Puede liberar esto casi instantáneamente. Poder almacenar y liberar energía rápidamente es una característica muy importante y es por eso que las usamos en todo tipo de circuitos.
En nuestro artículo anterior vimos cómo los condensadores de trabajo, para leerla haga CLIC AQUÍ.
¿Cómo Funciona Un Inductor?
En primer lugar, piense en el agua que fluye a través de algunas tuberías. Hay una bomba que empuja esta agua que es equivalente a nuestra batería. La tubería se divide en dos ramas, las tuberías son el equivalente a nuestros cables. Una rama tiene una tubería con un reductor en ella, esa reducción hace que sea un poco difícil que el agua fluya, por lo que es equivalente a la resistencia en un circuito eléctrico.
La otra rama tiene una rueda hidráulica incorporada. La rueda hidráulica puede girar y el agua que fluye a través de ella hará que gire. Sin embargo, la rueda es muy pesada, por lo que toma algún tiempo ponerse al día y el agua tiene que seguir empujando contra ella para que se mueva. Esto es equivalente a nuestro inductor.
Cuando comenzamos la bomba, el agua se va a fluir y quiere volver a la bomba como esto es un bucle cerrado, al igual que cuando los electrones deje la batería que el flujo de probar y volver al otro lado de la batería.
Tenga en cuenta que en estas animaciones usamos flujo de electrones que es de negativo a positivo, pero puede que esté acostumbrado a ver flujo convencional que es de positivo a negativo. Solo ten en cuenta los dos y cuál estamos usando.
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A medida que el agua fluye, llega a las ramas y tiene que decidir qué camino tomar. El agua empuja contra la rueda, pero la rueda va a tomar algún tiempo para ponerse en movimiento y, por lo tanto, está agregando mucha resistencia a la tubería, lo que hace que sea demasiado difícil que el agua fluya a través de este camino, por lo tanto, el agua tomará el camino del reductor porque puede fluir directamente y volver a la bomba mucho más fácil.
A medida que el agua sigue empujando, la rueda comenzará a girar más y más rápido hasta que alcance su velocidad máxima. Ahora la rueda no proporciona casi ninguna resistencia, por lo que el agua puede fluir a través de este camino mucho más fácil que el camino del reductor. El agua prácticamente dejará de fluir a través del reductor y todo fluirá a través de la rueda hidráulica.
Cuando apagamos la bomba, no entrará más agua en el sistema, pero la rueda hidráulica va tan rápido que no puede detenerse, tiene inercia. A medida que sigue girando, ahora empujará el agua y actuará como una bomba. El agua fluirá alrededor del bucle de nuevo en sí mismo hasta que la resistencia de las tuberías y el reductor ralentice el agua lo suficiente como para que la rueda deje de girar.
Por lo tanto, podemos encender y apagar la bomba y la rueda hidráulica mantendrá el agua en movimiento durante un corto período de tiempo durante las interrupciones.
Obtenemos un escenario muy similar cuando conectamos un inductor en paralelo con una carga resistiva como una lámpara.
Cuando alimentamos el circuito, los electrones van a fluir primero a través de la lámpara y la alimentan, muy poca corriente fluirá a través del inductor porque su resistencia, al principio, es demasiado grande. La resistencia se reducirá y permitirá que fluya más corriente. Eventualmente, el inductor no proporciona casi ninguna resistencia, por lo que los electrones preferirán tomar este camino de regreso a la fuente de energía y la lámpara se apagará.
Cuando desconectamos la fuente de alimentación, el inductor continuará empujando electrones en un bucle y a través de la lámpara hasta que la resistencia disipe la energía.
¿Qué Está Pasando En El Inductor Para Que Actúe Así?
Cuando pasamos corriente eléctrica a través de un cable, el cable generará un campo magnético a su alrededor. Podemos ver esto colocando brújulas alrededor del cable, cuando pasamos corriente a través del cable, las brújulas se moverán y se alinearán con el campo magnético.
Cuando invertimos la dirección de la corriente, el campo magnético se invierte y, por lo tanto, las brújulas también invierten la dirección para alinearse con esto. Cuanta más corriente pasemos a través de un cable, mayor será el campo magnético.
Cuando envolvemos el cable en una bobina, cada cable produce de nuevo un campo magnético, pero ahora todos se fusionarán y formarán un campo magnético más grande y potente.
Podemos ver el campo magnético de un imán simplemente rociando algunas limaduras de hierro sobre un imán que revela las líneas de flujo magnético.
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Cuando el suministro de electricidad está apagado; no existe campo magnético, pero cuando conectamos la fuente de alimentación, la corriente comenzará a fluir a través de la bobina, por lo que un campo magnético comenzará a formarse y aumentará de tamaño hasta su tamaño máximo.
El campo magnético está almacenando energía. Cuando se corta la energía, el campo magnético comenzará a colapsar y, por lo tanto, el campo magnético se convertirá en energía eléctrica y esto empujará a los electrones.
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En realidad va a suceder muy rápido, apenas hemos ralentizado las animaciones para que sea más fácil de ver y de comprender.
¿Por Qué Hace Esto?
A los inductores no les gusta un cambio de corriente, quieren que todo siga igual. Cuando la corriente aumenta, tratan de detenerla con una fuerza opuesta. Cuando la corriente disminuye, intentan detenerla empujando electrones para tratar de mantenerla igual que antes.
Así que cuando el circuito va de apagado a encendido, habrá un cambio en la corriente, se ha incrementado. El inductor va a tratar de detener esto para crear una fuerza opuesta conocida como fuerza electromagnética trasera o fuerza electromotriz que se opone a la fuerza que la creó. En este caso, la corriente fluye a través del inductor de la batería. Todavía va a fluir algo de corriente, y a medida que lo hace, genera un campo magnético que aumentará gradualmente. A medida que aumenta más y más corriente fluirá a través del inductor y la espalda EMF se desvanecen. El campo magnético alcanzará su máximo y la corriente se estabilizará. El inductor ya no resiste el flujo de corriente y actúa como un trozo de alambre normal. Esto crea un camino muy fácil para que los electrones vuelvan a fluir a la batería, mucho más fácil que fluir a través de la lámpara, por lo que los electrones fluirán a través del inductor y la lámpara ya no brillará.
Cuando cortamos la energía, el inductor se da cuenta de que ha habido una reducción en la corriente. No le gusta esto y trata de mantenerlo constante, por lo que empujará electrones para tratar de estabilizarlo, esto encenderá la luz. Recuerde, el campo magnético ha almacenado energía de los electrones que fluyen a través de él y la convertirá de nuevo en energía eléctrica para tratar de estabilizar el flujo de corriente, pero el campo magnético solo existirá cuando la corriente pase a través del cable y, a medida que la corriente disminuya por la resistencia del circuito, el campo magnético colapsará hasta que ya no proporcione energía.
Si hemos conectado a un resistor y un inductor en circuitos separados para un osciloscopio, se puede ver visualmente los efectos. Cuando no fluye corriente, la línea es constante y plana a cero. Pero cuando pasamos corriente a través de la resistencia, obtenemos una gráfica vertical instantánea hacia arriba y luego se alinea y continúa a un cierto valor. Sin embargo, cuando conectamos un inductor y pasamos corriente a través de él, no se elevará instantáneamente, aumentará gradualmente y formará un perfil curvo, que eventualmente continuará a una velocidad plana.
Cuando detenemos la corriente a través de la resistencia, vuelve a caer instantáneamente y obtenemos esta línea repentina y vertical de vuelta a cero. Pero cuando detenemos la corriente a través del inductor, la corriente continúa y obtenemos otro perfil curvo a cero. Esto nos muestra cómo el inductor resiste el aumento inicial y también intenta evitar la disminución.
Por cierto, hemos cubierto la actualidad en detalle en un artículo anterior, échale un vistazo AQUÍ.
¿Qué Aspecto Tienen Los Inductores?
Los inductores en las placas de circuitos se verán algo como a continuación.
Básicamente, solo un cable de cobre envuelto alrededor de un cilindro o un anillo. Tenemos otros diseños que tienen alguna carcasa, esto generalmente es para proteger su campo magnético y evitar que esto interfiera con otros componentes.
Veremos inductores representados en dibujos de ingeniería con símbolos como estos.
Algo para recordar es que todo lo que tenga un cable en espiral actuará como un inductor que incluye motores, transformadores y relés.
¿Para Qué Utilizamos Inductores?
- Los usamos en convertidores boost para aumentar el voltaje de salida de CC y disminuir la corriente.
- Podemos usarlos para ahogar un suministro de CA y permitir que solo pase CC.
- Los usamos para filtrar y separar diferentes frecuencias.
- También los utilizamos para transformadores, motores y relés.
Cómo Medir la inductancia
Medimos la inductancia de un inductor en la unidad de Henry, cuanto mayor es el número; mayor es la inductancia. Cuanto mayor sea la inductancia; más energía podemos almacenar y proporcionar, también tomará más tiempo para que el campo magnético se construya y el campo electromagnético posterior tardará más en superarse.
No puede medir la inductancia con un multímetro estándar, aunque puede obtener algunos modelos con esta función incorporada, pero no dará el resultado más preciso, eso podría estar bien para ti depende para qué lo estés usando. Para medir la inductancia con precisión, necesitamos usar un medidor RLC. Simplemente conectamos el inductor a la unidad y realizará una prueba rápida para medir los valores.
