Unidad de Aprendizaje : Componentes Electrónicos

Unidad I : Elementos Pasivos.RAP 2 : Analizar al inductor y la

inductancia, los tipos de inductores fijos y variables.

Presenta : Ing. Juan Alberto Montaño.

Competencia Particular

Clasifica de manera teórico-práctica los componentes pasivos como: resistores, inductores y capacitores dentro de la electrónica básica, para la realización de circuitos y el análisis del comportamiento de las características eléctricas.

La inductancia.Dentro del funcionamiento de los circuitos

eléctricos y electrónicos el inductor es un elemento pasivo que influye en los demás elementos de forma importante y determinante, considerándose incluso para el estudio del Factor de Potencia en las instalaciones eléctricas residenciales e industriales.

El paso de una corriente por un conductor, produce un campo magnético.

Devanando de manera anular un conductor eléctrico, se forma una espira, llamada Bobina.

La inductancia es la propiedad de un circuito que se opone a todo cambio en la corriente que fluye a través de él.

L = INDUCTANCIA

Campo magnético alrededor de un conductor

La corriente eléctrica está constituida de electrones moviéndose en una dirección coordinada en aun alambre. Cada electrón libre tiene un campo magnético y como esta moviéndose en la misma dirección en cierto instante, estos campos se combinan para producir el campo alrededor del alambre.En un conductor que no conduce corriente eléctrica no existe campo magnético,ya que los electrones están moviéndose aleatoriamente y sus campos se cancelan.

La dirección del campo magnético alrededor de un conductor que conduce corriente se puede obtener por la regla de la mano izquierda.

Si su mano izquierda es arrollada alrededor del conductor con su dedo pulgar en dirección del flujo de corriente, el campo magnético alrededor del alambre estará en la dirección de sus dedos.

Existe una corriente inducida en un alambre moviéndose por un campo magnético. Esto ocurre porque el campo magnético ejerce su influencia sobre los electrones libres para generar un movimiento ordenado de electrones.

En un circuito inductivo cuando la corriente cambia constantemente de amplitud y dirección, el campo magnético induce un voltaje de regreso en la bobina; llamado fuerza contraelectromotriz (fcem).

Un inductor o bobina consiste en una cantidad de vueltas de alambre enrollado alrededor de un núcleo.

A mayor número de vueltas, mayor es la inductancia.

Las bobinas con núcleos magnéticos tienen inductancias mucho mayores que las de núcleo de aire.

En un circuito inductivo cuando la corriente cambia constantemente de amplitud y dirección, el campo magnético induce un voltaje de regreso en la bobina; llamado fuerza contraelectromotriz (fcem).

Cuando a una bobina se le aplica una CD no se produce efectos inductivos.

La bobina L pertenece al circuito de sintonía y para su construcción debe partirse de un soporte o carrete de plástico de 5 mm. de diámetro, sobre el que se devanarán tres espiras de hilo de cobre plateado de 0,8 mm separándolas entre sí 2 mm aproximadamente. Los extremos del hilo se deben soldar a las patillas o terminales del soporte, ya que éstos serán los que después se insertarán en el circuito impreso.

En honor del físico norteamericano

Joseph Henry:

1 henry = a la corriente que cambia a razón de un ampere por segundo y produce una fcem de un volt .

1 H

1/1000 H = 1 (mH) milihenry

1/1000000 H = 1 (μH) microhenry

A las inductancias también se les conoce como inductores, bobinas o reactores (chokes), y peden ser de valor fijo o variable.

Para una bobina de gran longitud, donde la longitud es por lo menos 10 veces más grande que el diámetro, la inductancia puede calcularse con la siguiente fórmula :

L = r x N2 x A x 1.26 x 10-6

donde

l está en metros y A en metros cuadrados. Para calcular el valor de la inductancia en henrys, la constante 1.26 X 10-6 representa la permeabilidad del aire o del vacío.

Si se usa una inductancia en serie con la resistencia, la corriente no se eleva en forma instantánea; se eleva rápidamente al principio, luego con más lentitud a medida que se aproxima el valor máximo.

El tiempo requerido para que la corriente se eleve a su valor máximo se determina por la relación de la inductancia y la resistencia del circuito; llamada constante de tiempo

T = L/R (seg)

En un circuito inductivo la corriente se atrasa o defasa con respecto al voltaje.

La reactancia inductiva se produce por la oposición que presenta una bobina a una corriente variable

La reactancia inductiva es directamente proporcinal a la inducatancia de la bobina y a la frecuencia de la corriente que fluye a través de ella.

Las reactancias inductivas en serie se suman; en paralelo se reduce al total. Sin importar si el circuito contiene solo reactancias inductivas o una combinación de resistencia y reactancia inductiva

XL = 2¶fL

La opocisión total al flujo de la corriente en un circuito que contiene resistencia y reactancia se conoce como impedancia (Z) y se mide en ohms.

La reactancia unductiva de una bobina se utiliza en un circuito donde se requieren alta impedancia y bajo consumo de potencia como los filtros, redes de corrimiento de fase, circuitos acoplados por impedancia y circuitos tanque sintonizados.

La reactancia inductiva y la resistencia en combinación forman una impedancia compleja que tiene magnitud y ángulo de fase.

XRXRZ

XRZ

l

L

L

22

22

En serie

En paralelo

Como reactores de filtro

Bobinas de acoplamiento

Circuitos de arranque

Circuitos sintonizados

Circuitos de corrimiento de fase

Calcular qué corriente existe en un circuito que contiene una bobina de 15.0 H, cuando se conecta a una fuente de 300 V efectivos a 60 c/seg.

fLX

X

VI

I

VefectivosV

segcf

HL

L

L

2

300

0.60

0.15

?

mA

A

Hsegc

V

1.53

0531.0

0.150.602

300

El elemento inductor es el más importante a entender, ya que el desarrollo y aplicación del mismo dio origen a el desarrollo de máquinas rotativas como lo es el motor eléctrico síncrono y asíncrono así como uno de las máquinas estáticas más importantes como lo es el transformador ya que sin estos desarrollos tecnológicos no fuera posible el auge e incesante progreso actual de nuestra civilización.

•Principios de ElectrónicaAutor: MalvinoEditorial: McGrawHill 2004Introducción a los semiconductoresAutor: F.J. BaileyEditorial: Gustavo Gili 2004•Fundamentos de Electricidad IAutor: Gilberto Enríquez HarperEditorial: LIMUSA Noriega 2004•Electrónica Práctica y AplicacionesAutor: Charles ShulerEditorial: REVERTÉ

•Fernando Fernández, Componentes Electrónicoshttp://.monografías.com/trabajos16/componentes-electrónicos.shtml, 3/06/09•S/A, Componentes Electrónicoshttp://.electronicausac.foroactivo.com/electrónica-2-f3/electronica-hamley-aban-libro-t107-40.htm, 3/06/09