Inductores

Inductores

También conocido como bobina, es un elemento de circuito que consiste

en un alambre conductor usualmente en forma de rollo o carrete, que

almacena energía en forma de campo magnético.

Son componentes pasivos de dos terminales que generan un flujo

magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica.

Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material

ferromagnético o al aire.

Inductores

Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se

suelen emplear los submúltiplos mH y mH.

El símbolo de una bobina / inductor es:

Definición

Todo cable por el que circula una corriente tiene a su alrededor un campo

magnético, siendo el sentido de flujo del campo magnético, el que

establece la ley de la mano derecha. Al estar el inductor hecho de espiras

de cable, el campo magnético circula por el centro del inductor y cierra

su camino por su parte exterior.

Una característica interesante de los inductores es que se oponen a los

cambios bruscos de la corriente que circula por ellas. Esto significa que a la

hora de modificar la corriente que circula por ellos (ejemplo: ser

conectada y desconectada a una fuente de alimentación de corriente

continua), esta intentará mantener su condición anterior.

Tipos

Según el núcleo o soporte:

Núcleo de aire: el devanado se realiza sobre un soporte de material no magnético (fibra, plástico, ...). En los casos donde no se utiliza soporte, la bobina queda conformada sólo debido a la rigidez mecánica del conductor.

Núcleo de hierro: como tiene mayor permeabilidad que el aire (10 a 100), aumenta el valor de la inductancia. Sin embargo, sólo se emplea en bajas frecuencias porque a altas frecuencias las pérdidas son elevadas. Aplicaciones: fuentes de alimentación y amplificadores de audio.

Núcleo de ferrita: las ferritas son óxidos de metales magnéticos, de alta permeabilidad (10 a 10000) que además son dieléctricos. Existe una gran variedad en el mercado en función de la frecuencia de trabajo.

Tipos

Según la forma constructiva:

Solenoides

Toroides

Tipos

Según la frecuencia de la corriente aplicada:

Alta frecuencia: de reducido tamaño y número de espiras

Baja frecuencia: de mayor tamaño y número de espiras

Según el recubrimiento:

Plástico, resina, metal (apantalladas).

Según la característica de su valor: fijos y ajustables.

Según el tipo de montaje: de inserción y SMD.

Tipos

Características

Permeabilidad magnética (m). Tiene gran influencia sobre el núcleo de las

bobinas respecto del valor de la inductancia de las mismas. Los materiales

ferromagnéticos son muy sensibles a los campos magnéticos y producen

unos valores altos de inductancia, sin embargo otros materiales presentan

menos sensibilidad a los campos magnéticos. El factor que determina la

mayor o menor sensibilidad a esos campos magnéticos se llama

permeabilidad magnética. Cuando este factor es grande el valor de la

inductancia también lo es.

Factor de calidad(Q). Relaciona la inductancia con el valor óhmico del

hilo de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que el

valor óhmico debido al hilo de la misma.

Partes

Consta de:

Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.

Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado inductor.

Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.

Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y que bordea al entrehierro.

Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación. Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia

Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la máquina.

Criterios de selección

A continuación se enumeran las características técnicas que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los inductores para determinada aplicación:

Valor inductivo

Tolerancia

Tamaño y requisitos de montaje

Margen de frecuencias o frecuencia central de trabajo

Capacidad parásita entre bornes: tiene influencia al trabajar en alta frecuencia porque puede hacer que el inductor se comporte como un cortocircuito.

Resistencia de aislamiento entre espiras: si se supera el voltaje máximo entre terminales, se perfora el aislante del hilo conductor.

Corriente admisible por el hilo conductor

Q

Coeficiente de temperatura

Consideraciones prácticas

Corriente máxima: dada por las limitaciones físicas del hilo conductor

(resistencia y máxima disipación de potencia).

Interferencia: los campos magnéticos de los inductores pueden afectar el

comportamiento del resto de los componentes del circuito, especialmente

de otros inductores. La proximidad de dos inductores puede dar origen a

una inductancia mutua que causará efectos no deseados, razón por la

cual los diseñadores tienden a elegir capacitores sobre inductores para

realizar tareas similares.

Prueba: factores como el desgaste, el sobrecalentamiento y la corriente excesiva pueden ocasionar cortocircuitos entre las espiras o inclusive

circuitos abiertos. Esta última condición se verifica fácilmente con un

óhmetro, pero la condición de cortocircuito entre espiras es más difícil de

determinar dada su inherente baja resistencia entre terminales.

Consideraciones prácticas

Los inductores moldeados suelen presentar un sistema de código de

colores similar al de los resistores.

Alternativa: de acuerdo con el estándar EIA (Electronic Industries

Association), si una de las bandas que corresponden a las cifras

significativas es dorada, ésta representa al punto decimal y la banda que

antes actuaba como multiplicador pasa a ser ahora otra cifra significativa.

marrón - verde - dorado - plateado = 1 - 5 - 10-1 - 10 = 1.5 [uH] ± 10%

marrón - dorado - verde - plateado = 1 - punto decimal - 5 -10 = 1.5 [uH] ±

10%

Construcción