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Electrónica Online

Inductor

inductor bobina

Hay diferentes tipos de inductores disponibles según los tamaños y sus clasificaciones. El tamaños físico de un Inductor varía desde pequeños hasta enormes transformadores, dependiendo de la potencia que se maneja y la frecuencia de CA que se utiliza.

Como uno de los componentes básicos utilizados en electrónica, los inductores se utilizan ampliamente en áreas de aplicación mucho más amplias como control de señales, eliminación de ruido, estabilización de voltaje, equipos electrónicos de potencia, operaciones de automóviles, etc. Hoy en día, la mejora de las técnicas de diseño de inductores mejora el rendimiento significativo en el resto del circuito.

¿Cómo funciona el inductor?

Un inductor a menudo se conoce como resistencia de CA. Resiste los cambios en la corriente y almacena energía en forma de campo magnético. Estos son de construcción simple, y consisten en bobinas de alambre de cobre enrolladas en un núcleo. Este núcleo puede ser magnético o de aire. Se pueden usar diferentes tipos de inductores en aplicaciones avanzadas como la transferencia inalámbrica de energía.

Los núcleos magnéticos pueden ser núcleos toroidales o de tipo E. Para este núcleo se utilizan materiales como cerámica, ferrita, hierro motorizado. La bobina que transporta la corriente eléctrica produce el campo magnético alrededor del conductor. Se producen más líneas magnéticas si el núcleo se coloca dentro de la bobina, siempre que se use una alta permeabilidad del núcleo.

El campo magnético induce EMF en la bobina, lo que da como resultado un flujo de corriente. Según la Ley de Lenz, la corriente inducida se opone a la causa, que es el voltaje aplicado. Por lo tanto, el inductor se opone al cambio en la corriente de entrada que conduce a un cambio en el campo magnético. Esta reducción del flujo de corriente debido a la inducción se llama reactancia inductiva. La reactancia inductiva aumentará si aumenta el número de vueltas en la bobina. También almacena la energía como campo magnético a través de los procesos de carga y descarga, y libera la energía mientras cambia el circuito. Las áreas de aplicación de los inductores incluyen circuitos analógicos, procesamiento de señales, etc.

Factores que afectan la inductancia de un inductor

La capacidad de producir líneas magnéticas se denomina inductancia. La unidad estándar de inductancia es Henry. La cantidad de flujo magnético desarrollado o la inductancia de diferentes tipos de inductores depende de cuatro factores básicos que se analizan a continuación.

Número de vueltas en una bobina

Si el número de vueltas es mayor, se produce una mayor cantidad de campo magnético, lo que resulta en más inductancia. Menos vueltas resultan en menos inductancia.

Material del núcleo

Si el material utilizado para el núcleo tiene alta permeabilidad, más será la inductancia de un inductor. Esto se debe a que los materiales de alta permeabilidad ofrecen el camino de baja reluctancia al flujo magnético.

Área transversal de la bobina

Una mayor área de sección transversal da como resultado una mayor inductancia porque esto ofrece menos oposición al flujo magnético en términos de área.

Longitud de la bobina

Cuanto más larga sea la bobina, menos será la inductancia. Esto se debe a que, para una cantidad dada del campo, la fuerza de oposición al flujo magnético es mayor.

El inductor fijo no permite al usuario variar la inductancia una vez que está diseñado. Pero es posible variar la inductancia usando inductores variables, variando el número de vueltas en un momento dado o variando el material del núcleo dentro y fuera de la bobina.

Pérdida de potencia en un inductor.

La potencia disipada en el inductor se debe principalmente a dos fuentes: el núcleo del inductor y los devanados.

Núcleo del inductor

La pérdida de energía en el núcleo del inductor se debe a la histéresis y a las pérdidas por corrientes parásitas. El campo magnético aplicado al material magnético aumenta, pasa al nivel de saturación y luego disminuye. Pero mientras disminuye, no traza el camino original. Esto provoca pérdidas por histéresis. Un valor más pequeño del coeficiente de histéresis de los materiales del núcleo da como resultado bajas pérdidas de histéresis.

El otro tipo de pérdida central es la pérdida por corrientes parásitas. Estas corrientes parásitas se inducen en el material del núcleo debido al cambio de velocidad del campo magnético de acuerdo con la ley de Lenz. Las pérdidas por corrientes parásitas son mucho menores que las pérdidas por histéresis. Estas pérdidas se minimizan mediante el uso de materiales de bajo coeficiente de histéresis y núcleo laminado.

Devanado inductor

En los inductores, las pérdidas se producen no solo en el núcleo, sino también en los devanados. Los devanados tienen su propia resistencia. Cuando la corriente pasa a través de estos devanados, se producirán pérdidas de calor (I^2*R) en los devanados. Pero con el aumento de la frecuencia, la resistencia del devanado aumenta debido al efecto pelicular. El efecto pelicular hace que la corriente se concentre en la superficie del conductor que en los centros. Entonces, el área efectiva de la zona de conducción de corriente disminuye.

También las corrientes parásitas inducidas en los devanados provocan que se induzca la corriente en los conductores vecinos, lo que se denomina efecto de proximidad.

Debido a la superposición de los conductores en las bobinas, el efecto de proximidad hace que la resistencia del conductor aumente más que en el caso del efecto pelicular. Las pérdidas de los devanados se reducen con las tecnologías avanzadas de devanados, como los devanados de alambre en forma de lámina y litz.

Espero que mi artículo haya sido informativo e intrigante. Entonces, aquí hay una pregunta básica para usted: ¿Cuál es el papel de los inductores en los circuitos eléctricos?

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