Saber todo sobre los inductores (cálculo de la inductancia)

Antes de conocer la definición y el funcionamiento de lo que es un inductor, debemos saber qué es la inductancia. Siempre que un flujo cambiante esté unido a la bobina de un conductor se producirá una emf. Si un flujo cambiante está unido a la bobina de un conductor, se producirá una fuerza electromagnética (emf) inducida en ella. La inductancia de la bobina puede definirse como la propiedad de la bobina de inducir una fuerza electromagnética debido al flujo variable conectado con ella. Por esta razón, todas las bobinas eléctricas pueden considerarse como un inductor. De forma alternativa, un inductor puede definirse como un tipo de dispositivo que se utiliza para almacenar energía en forma de campo magnético.

¿Qué es un inductor?

Un inductor también se denomina reactor, bobina y estrangulador. Es un componente eléctrico de dos terminales que se utiliza en diversos circuitos eléctricos y electrónicos. Un inductor se utiliza para almacenar energía en forma de campo magnético. Se compone de un cable, generalmente retorcido en forma de bobina. Cuando una corriente pasa por él, la energía se almacena temporalmente en la bobina. Un inductor supremo equivale a un cortocircuito para la CC, y otorga una fuerza opuesta a la CA que depende de la frecuencia de la corriente. La oposición al flujo de corriente de un inductor está relacionada con la frecuencia de la corriente que lo atraviesa. A veces, los inductores se denominan "bobinas" porque la construcción física de los inductores máximos está diseñada con secciones de alambre enrolladas.

Construcción del inductor

Un inductor consta generalmente de una bobina con un material conductor, normalmente un hilo de cobre protegido y recubierto de un material plástico o ferromagnético. La alta permeabilidad del núcleo ferromagnético eleva el campo magnético y lo limita en profundidad al inductor, aumentando así la inductancia. Los inductores de baja frecuencia se construyen como los transformadores, con centros de acero eléctrico laminado para detener las corrientes parásitas.

Las ferritas blandas se utilizan mucho para núcleos por encima de las frecuencias de audio. Mientras tanto, no enraízan las grandes pérdidas de energía a altas frecuencias. Los inductores tienen diferentes formas. La mayoría de los inductores se diseñan con un hilo magnético cubierto alrededor de una bobina de ferrita con el hilo visible en el exterior, mientras que algunos envuelven el hilo totalmente en ferrita y se declaran como "blindados". Algunos tipos de inductores tienen un núcleo intercambiable, que permite cambiar la inductancia.

Los inductores pequeños pueden fijarse directamente en una PCB (placa de circuito impreso) colocando la traza en un diseño curvo. Los inductores de pequeño valor también pueden construirse en CI (Circuitos Integrados) mediante procedimientos similares a los utilizados para fabricar transistores. Sin embargo, los tamaños pequeños limitan la inductancia, y es habitual en varios circuitos como el giratorio que incluye un condensador y componentes activos para que funcione de forma similar a un inductor.

Circuito equivalente del inductor

Los inductores se fabrican con componentes físicos y cuando estos dispositivos están presentes en un circuito de corriente alterna, éste presenta una inductancia pura. A continuación se muestra un circuito común de un inductor. Se compone de un inductor ideal con una componente resistiva en paralelo, que responde a la corriente alterna. El componente resistivo de corriente continua está en serie con el inductor, y un condensador se coloca a través de todo el conjunto y significa la capacitancia existente debido a la proximidad de los devanados de la bobina.

Fórmulas para el cálculo de la inductancia

Las siguientes variables dimensionales y constantes físicas se aplican a las fórmulas. Las unidades de las fórmulas también se indican al final de las ecuaciones. Por ejemplo [in, uH] significa que la longitud está en pulgadas y la inductancia en Henrios.

• La capacitancia se denota por C
• La inductancia se denota por L
• El número de vueltas se indica con N
• La energía se denota con W
• La permitividad relativa se denota con εr
• El valor de ε0 es 8,85 x 10-12 F/mLa permeabilidad relativa se denota por µr
• El valor de µ0 es 4π x 10-7 H/m
• Un metro equivale a 3,2808 pies y un pie equivale a 0,3048 metros
• Un mm equivale a 0,03937 pulgadas y una pulgada equivale a 25,4 mm
• Además, los puntos se utilizan para especificar la multiplicación con el fin de evitar la ambigüedad.

A continuación se muestran las fórmulas de cálculo de la inductancia para conectar inductores en serie y en paralelo. Y también se da una ecuación adicional para varias configuraciones de inductores.

Inductancia para inductores conectados en serie

En los inductores conectados en serie, la inductancia total es igual a la cantidad de las inductancias separadas

LTotal =L1+L2+L3+.............+LN[H]

Inductancia de los inductores conectados en paralelo

La inductancia total de los inductores conectados en paralelo es equivalente al común de la suma de los recíprocos de las inductancias separadas.

1/Ltotal = 1/L1+1/L2+............+1/LN [H]

Inductancia de los inductores de sección rectangular

La fórmula de la inductancia para un inductor de sección rectangular es la siguiente

L=0,00508.μr . N2.h.ln (b/a) [in, μH]

Inductancia del cable coaxial

La fórmula de la inductancia del cable coaxial es la siguiente

L= μ0. μr.l/2.π . ln (b/a) [in, μH]
L= 0,140.l.μr.l/2.π . log10 (b/a) [ft, μH]
L= 0,0427. l .μr. log10 (b/a) [m, μH]

Inductancia del cable recto

Las siguientes ecuaciones se utilizan cuando la longitud del cable es mayor que su diámetro. La siguiente fórmula se utiliza para frecuencias bajas, hasta aproximadamente VHF

L=0,00508. l. μr .[ln(2.l/a) -0.75] [in, μH]

La siguiente ecuación se utiliza para Sobre VHF, el efecto piel afecta a las 3/4 partes de la ecuación anterior para obtener la unidad.

L=0,00508. l. μr .[ln(2.l/a) -1] [in, μH]

Aplicaciones de los inductores

En general, las aplicaciones de los distintos tipos de inductores incluyen principalmente

• Aplicaciones de alta potencia
• Transformadores
• Supresión de señales de ruido
• Sensores
• Filtros
• Radiofrecuencia
• Almacenamiento de energía
• Aislamiento
• Motores

Por lo tanto, esto es todo sobre lo que es el inductor, la construcción, el funcionamiento del inductor. El uso de estos dispositivos está controlado de alguna manera debido a su capacidad de radiación de interferencias electromagnéticas. Además, es un efecto secundario que hace que el dispositivo se desvíe un poco de su comportamiento real. Además, si tienes alguna duda sobre este concepto o sobre la calculadora de inductores, no dudes en comentarlo en la sección de comentarios de abajo. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función del inductor?

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